- 闭合电路的功率
- 共123题
如图所示是电饭煲的电路图,S1是一个控温开关,手动闭合后,当此开关温度达到居里点(103℃)时,会自动断开,S2是一个自动控温开关,当温度低于70℃时,会自动闭合;温度高于80 ℃时,会自动断开。红灯是加热时的指示灯,黄灯是保温时的指示灯,定值电阻R1=R2=500Ω,加热电阻丝R3=50Ω,两灯电阻不计。
(1)分析电饭煲的工作原理。
(2)简要回答,如果不闭合开关S1,能将饭煮熟吗?
(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲消耗的电功率之比。
正确答案
(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时手动闭合S1,这时黄灯被短路,红灯亮,电饭煲处于加热状态,加热到80℃时,S2自动断开,S1仍闭合;水烧开后,温度升高到103℃时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态,由于散热,待温度降至70℃时,S2自动闭合,电饭煲重新加热,温度达到80℃时,S2又自动断开,再次处于保温状态。
(2)如果不闭合开关S1,则不能将饭煮熟,因为只能加热到80℃。
(3)P1∶P2==12∶1
(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时手动闭合S1,这时黄灯被短路,红灯亮,电饭煲处于加热状态,加热到80℃时,S2自动断开,S1仍闭合;水烧开后,温度升高到103℃时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态,由于散热,待温度降至70℃时,S2自动闭合,电饭煲重新加热,温度达到80℃时,S2又自动断开,再次处于保温状态。
(2)如果不闭合开关S1,则不能将饭煮熟,因为只能加热到80℃。
(3)加热时电饭煲消耗的电功率P1=,
保温时电饭煲消耗的电功率,
两式中R并=Ω
从而有P1∶P2==12∶1
如图所示的电路中,直流发电机M的电动势E=250 V,内阻r=0.5Ω,R1=R2=1Ω。电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200 V,额定功率为l 000 W,其他电阻不计,也不计电热器电阻随温度的变化。问:
(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?
(2)当接通几只电热器时,被接通电热器的总消耗功率最大?
(3)当被接通电热器的总消耗功率最大时,电阻R1、R2和内阻r上消耗的功率分别为多少?
正确答案
(1)4个
(2)16个
(3)P1=P2=2500w,Pr=1250w
如图所示的甲、乙两个电路中电源电动势E和内电阻r已知,定值电阻R0已知,求电阻R调至多大时,R上获得的电功率最大,其最大值为多少?电源在什么条件下输出功率最大?
正确答案
解:甲图中,R=r+R0时,最大功率
乙图中,时,最大功率为
当外电路的电阻R与电源内阻相等时,电源输出功率最大
如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40 cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力。那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?此时,电源的输出功率是多大?(取g=10 m/s2)
正确答案
解:小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到A板时速度为零。设两板间电压为UAB
由动能定理得-mgd-qUAB=0- ①
∴滑动变阻器两端电压U=UAB=8V ②
设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得I= ③
滑动变阻器接入电路的电阻 ④
电源的输出功率P=I2(R+R)=23 W ⑤
如图所示电路,已知E=6V,r=4Ω,R1=2Ω,R2的变化范围是0~10Ω。求:
(1)电源的最大输出功率;
(2)R1上消耗的最大功率;
(3)R2上消耗的最大功率。
正确答案
解:(1)当r=R时,电源的输出功率最大,W
(2)R2=0时,R1上消耗的功率最大,W
(3)R2=r+R1时,R2上消耗的功率最大,W
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