- 电功、电功率
- 共109题
当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是 ( )
正确答案
解析
当电阻两端加上某一稳定电压U时:,,所以.
当电阻两端加上另一稳定电压U’时: ,所以,所以,所以.,D正确。
知识点
如图所示,间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内,在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37º的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上,S杆的两端固定在b1、b2点,K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环以a=6m/s2的加速度沿绳下滑,K杆保持静止,Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长。取g=10 m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8。求:
(1)小环所受摩擦力的大小;
(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。
正确答案
见解析。
解析
(1)设小环受到摩擦力大小为f,则由牛顿第二定律得到
.....................................①
代入数据得到...............................②
说明:①式3分,②式1分
(2)设经过K杆的电流为I1,由K杆受力平衡得到
........................................③
设回路总电流为I,总电阻为R总,有
...........................................④
..................................⑤
设Q杆下滑速度大小为v,产生的感应电动势为E,有
.....................................⑥
..................................⑦
.................⑧
拉力的瞬时功率为P=Fv........⑨
联立以上方程得到P=2W......⑩
知识点
四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一,某地要把河水抽高20 m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作,工作电压为380 V,此时输入电动机的电功率为19 kW,电动机的内阻为0.4 Ω,已知水的密度为1×103 kg/m3,重力加速度取10 m/s2,求:
(1)电动机内阻消耗的热功率;
(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
正确答案
(1)1×103 W
(2)2×104 s
解析
(1)设电动机的电功率为P,则
P=UI
设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr,则
Pr=I2r
代入数据解得Pr=1×103 W。
(2)设蓄水总质量为M,所用抽水时间为t,已知抽水高度为h,容积为V,水的密度为ρ,则
M=ρV
设质量为M的河水增加的重力势能为EP,
则Ep=Mgh
设电动机的输出功率为P0,则P0=P-Pr
根据能量守恒定律得
P0t×60%×80%=Ep
代入数据解得t=2×104 s。
知识点
为探究小灯泡的电功率P 和电压U 的关系,小明测量小灯泡的电压U 和电流I,利用P =UI 得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”,电源为12 V 的电池,滑动变阻器的最大阻值为10.
(1)准备使用的实物电路如题 图所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线)
(2)现有10、20 和50 的定值电阻,电路中的电阻R1 应选 的定值电阻。
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除 两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
(4)小明处理数据后将P、 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如题图所示. 请指出图象中不恰当的地方。
正确答案
见解析。
解析
(1)由于要求测量多组数据,且电源电压高于小灯泡的额定电压,电路需要用滑动变阻器分压式接法。
(2)定值电阻R起到主要保护作用,如果过大则影响滑动变择期的分压效果吗。故选择10欧姆的电阻。
(3)因为电源电压过大,为保障哥哥电器元件的安全,应先拆除电池。
(4)实验描点的结果应用平滑的曲线链接。应适当调节横纵坐标,视图线分布在坐标纸的大部分空间,便于分析。
知识点
如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为L1,垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为m,长为L2的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个一电池,输出电压恒定为U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出)。
(1)现有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。
(2)当变成时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒平衡外,还能输出多少额外电功率?
正确答案
见解析
解析
(1)导体棒受力如图
光电池输出功率(即光电池板接收到的光能对应的功率)为
(2)维持导体棒平衡需要的电流为
而当变为时光电池板因被照射面积增大使电池输出的电流也增大
需要在导体棒两端并联一个电阻,题目要求的就是这个电阻上的功率。
由并联电路特点得:光电池提供的总电流 以下关键是求
光电池输出功率为
(为当变成时,光电池板接收到的光能对应的功率。)
已知垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定
(设为P0)
由右图可知
已知电池输出电流正比于光电池板接收到的光能
光电池能提供的额外功率为
知识点
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