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简答题

如图所示,电解槽A与电炉B并联后接到电源上;电源内阻r=1 Ω,电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r=0.5 Ω。当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率684 W;S1、S2都闭合时电炉消耗功率475 W(电炉电阻可看作不变)。试求:

(1)电源的电动势;

(2)S1,S2闭合时,流过电解槽的电流大小;

(3)S1,S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率。

正确答案

解:(1)S1闭合,S2断开时电炉功率为P1

电炉中电流I=A=6A

电源电动势E=I(R+r)=120 V

(2)S1、S2都闭合时电炉功率为P2

电炉中电流为

电源路端电压为U=IRR=5×19 V=95 V

流过电源的电流为

流过电解槽的电流为IA=I-IR=20 A

(3)电解槽消耗的电功率PA=IAU=20×95 W=1 900 W

电解槽内热损耗功率P=I2Ar'=202×0.5 W=200W

电解槽转化成化学能的功率为P=PA-P=1 700 W

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简答题

直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示,一直流电动机和电灯并联之后接在直流电源上,电动机内阻,电灯灯丝电阻,电源电动势,内阻。开关闭合,电动机正常工作时,电压表读数为。求:

(1)流过电源的电流。

(2)流过电动机的电流。

(3)电动机对外输出的机械功率。

正确答案

解:(1)电源的输出电压:

解得:

(2)对灯泡分析:

电动机与灯泡并联,电动机的电流

(3)电动机的输出功率

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简答题

如图(1)所示的电路中,电源电动势E=10V,内电阻r=1Ω,两个相同的定值电阻R0=9Ω,R1=18Ω,且不随温度而变化。

(1)求通过电阻R1中的电流;

(2)若在电路中将两个并联电阻R1、R0换成一个灯泡L(7.2W,0.9A),如图(2)所示,该灯泡的伏安特性曲线如图(3)中实线所示。则接入电路后,灯泡的实际功率为多少?某学生的解法如下:RL=,I=,代入P=I2RL即可求出灯泡的实际功率。请你判断该同学的解法是否正确?若正确,请解出最终结果;若不正确,请用正确方法求出灯泡的实际功率。

(3)若在图(2)电路中再并联一个同样的灯泡,如图(4)所示,则每个灯泡的实际功率是多少?

正确答案

解:(1)R==6Ω

I==A=0.625A

分流原理:I1=IR0/(R0+R1)=A=0.21A

(2)该解法是错误的

灯泡的电阻不是定值,接入电路后的实际功率求解,应该是通过对该电路作等效电源的I-U 图线,取两个图线的交点才是正确的

等效电源电动势E′=10V,内电阻r′=R0+r=10Ω

作等效电源的I-U图线(如图2),读出交点坐标为(4V,0.6A)

灯泡的实际功率是P=UI=2.4W

       

(3)设灯泡两端电压为U,其中一只灯泡的电流为I

闭合电路欧姆定律:E=U+2I(R0+r)

代入数据得到函数方程:I=0.5-0.05U

作相应的I-U图线(如图3),读出交点坐标为(1.9V,0.41A)

实际功率P=UI=0.78W(0.72W-0.80W) 

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如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表。当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5V。求:

(1)电源的电动势E和内阻r;

(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?

正确答案

解:(1)由闭合电路欧姆定律: 

联立上式并代入数据解得:

(2)由电功率表达式:

将上式变形为:

由上式可知时,有最大值:

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简答题

如图(俯视图)所示的电路中,电源内阻可不计,电阻R1=R2=R0。平行光滑导轨PQ、MN之间的距离为L,水平放置,接在R2两端。金属棒ab的电阻R3=,垂直于PQ、MN,所在区域有竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场。竖直放置的两平行金属板A、B之间的距离是d,分别与Q、N连接。闭合开关S,ab在大小为F的水平外力作用下恰好处于静止状态,待电路稳定后,一质量为m、电荷量为q的正粒子从A、B的左端某位置以初速度v0水平射入板间,从右端飞出时速度大小是2v0。不计粒子重力。(R1、R2、R3不是已知物理量,R0是已知物理量)求:

(1)电源的输出功率P是多大?

(2)粒子在A、B之间运动的过程中,沿垂直于板方向通过的距离y是多大?

正确答案

解:(1)设电阻R1、R2、R3中的电流分别为I1、I2、I3,电源电动势为E,则

I3=2I2,I1=I2+I3

F=BI3L

E=I1R1+I3R3(或E=I1R1+I2R2,E=

P=EI1

解得P=

(2)设金属板A、B之间的电压为U,粒子在A、B之间运动的过程中,有

U=I3R3(或U=I2R2, U=

解得y=

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