- 焦耳定律
- 共6543题
如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,已知R0>r,为使电源的输出功率最大,应将滑动变阻器阻值调到( )
正确答案
解析
解:电源的输出功率随外电阻变化的关系图线,先增大后减小,当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,已知R0>r,为使电源的输出功率最大,应将滑动变阻器阻值调到零.
故选:D.
如图所示,直线a为电源的U-I图线,直线b为电阻R的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,求电源的输出功率和电源的效率.
正确答案
解析
解:由b图线得到,电阻:
R==
Ω=1Ω
由a图线得到,电源的电动势为E=3V,短路电流为I短=6A,内阻为:
r==
Ω=0.5Ω
用该电源和该电阻组成闭合电路时,电路中电流为:
I==
=2A
路端电压为:
U=E-Ir=2V
则电源的输出功率为:
P=UI=4W
电源的效率为:
η=×100%=
×100%≈67%.
答:电源的输出功率为4W,电源的效率为67%.
(2015秋•延边州校级期末)将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中,如图所示,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI,Pr=I2r,可知,a是直线,表示的是电源消耗的总电功率,b是抛物线,表示的是电源内电阻上消耗的功率,c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR,
当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时即为b、c线的交点M时的电流,此时电流的大小为,功率的大小为
,a、b线的交点N表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr随相等,此时只有电源的内电阻,所以此时的电流的大小为
,功率的大小为
,所以横坐标之比为1:2,纵坐标之比为1:4,所以A错误;
B、M点表示电源输出的功率最大,不是效率最大,故B错误;
C、在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC,所以C错误;
D、b表示的是电源内电阻上消耗的功率,是抛物线,c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR,也是抛物线,所以D正确.
故选:D
有两盏电灯泡L1和L2,用图中所示的两种方式连接到电路中,已知电压U相同,且两盏电灯均能发光,比较在甲、乙两个电路中电灯L1的亮度,则( )
正确答案
解析
解:图甲中,两灯泡串联,由串联电路电压特点可知,L1两端电压小于电源电压;
图乙中,两灯泡并联,纯并联电路两端电压等于电源电压,因此L1两端电压等于电源电压;
又因为灯泡L1的电阻不变,因此由P=可得,并联电路中L1的实际功率大于串联电路中L1的实际功率,故图乙中L1更亮.
故选B.
一辆电动自行车的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示.根据表中提供的数据,计算出此电动自行车电机的输入功率为( )
正确答案
解析
解:电动自行车的电压时40V,电流的大小是3.5A,
所以输入的功率P=UI=40×3.5W=140W,
所以C正确.
故选C.
四盏灯泡接成如图电路,a、b灯泡的规格为“220V 100W”,c、d规格为“220V 40W”,各个灯泡的实际功率均没有超过它的额定功率,则四盏灯泡实际功率大小顺序是( )
正确答案
解析
解:a、b灯泡的电阻R==
1210Ω
c、d灯泡的电阻R′==
=484Ω
根据并联电路的特点知b、c并联后的总电阻R并<R′,
大电阻分大电压,所以b、c两端的电压小于d灯泡的电压,根据P=可得Pb<Pc<Pd
a、d灯串联,电流相等,根据P=I2R知则P与R2成正比,则Pd>Pa,
故功率大小顺序为:Pd>Pa>Pb>Pc;
故选:B
一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.5V,电流为0.5A.松开转轴,在线圈两端加电压为3V时,电流为0.8A,电动机正常工作.求:
(1)该电动机正常工作时,输入的电功率;
(2)电动机正常工作时的机械功率;
(3)若在电压2V下电动机正常工作时突然被卡住,求此时的热功率.
正确答案
解析
解:电动机线圈内阻:r==1Ω
(1)电动机正常工作时,输入电功率为:P入=U2I2=2.4 W
(2)由于输入电功率等于机械功率加上电机发热功率,所以
P机=P入-I2•r=1.76 W
(3)当电机被卡住,不对外输出机械功时,热功率:
答:(1)该电动机正常工作时,输入的电功率为2.4W
(2)电动机正常工作时的机械功率为1.76W
(3)若在电压2V下电动机正常工作时突然被卡住,此时的热功率为9W.
在研究微型电动机的性能时,可采用图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V.则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:C、D、电动机的电阻R==2Ω,故C正确,D错误;
A、B、电动机的总功率为:P=U1I1=15V×2A=30W;
克服自身电阻的功率为:PR=I12R=22×2=8W;
电动机正常运转时的输出功率为:P输出=P-PR=30W-8W=22W.故A正确,B错误;
故选:AC.
规格为“8V、4W”的小灯泡与小型直流电动机(其线圈内阻为r0=0.4Ω)并联后,接至电动势为10V,内电阻r=0.5Ω的电源上,小灯泡恰好正常发光,求:
(1)通过小灯泡的电流和电源的内电压;
(2)电路中的总电流和通过电动机M的电流;
(3)电动机的输入功率,发热功率热和电动机的输出功率分别为多少.
正确答案
解析
解:(1)由题意规格为“8V、4W”的小灯泡恰好正常发光,可知电路的路端电压U=8V,则内电压:
U内=E-U=10V-8V=2V;
由于灯泡正常发光,所以灯泡的电流为:
I灯==0.5A
(2)电路的总电流:
I==4A
电动机的电流为:
ID=I-I灯=4-0.5=3.5A
(3)电动机线圈的发热功率:
P热=ID2r0=3.52×0.4W=4.9W;
电动机的总功率的大小为:
P=UI=8×3.5W=28W;
所以电动机的输出的功率为:
P′=28-4.9=23.1W
答(1)通过小灯泡的电流0.5A,电源的内电压2V;
(2)电路中的总电流4A,通过电动机M的电流3.5A;
(3)电动机的输入功率28W,发热功率热4.9W,电动机的输出功率23.1W.
如图所示,电源电动势为E=30V,内阻为r=1Ω,电灯上标有“6V,12W”字样,直流电动机线圈电阻R=2Ω.若电灯恰能正常发光,求:
(1)流过电灯的电流是多大?
(2)电动机两端的电压是多大?
正确答案
解析
解:(1)灯泡L正常发光,电路中的电流为I==2A;
(2)由闭合电路的欧姆定律可知,电动机的电压为UM=U-Ir-UL=30V-2×1V-6V=22V;
答:(1)流过电灯的电流是2A;
(2)电动机两端的电压是22V;
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