- 焦耳定律
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如图所示电路中,当滑动变阻器 R的滑动触头向右滑动时,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据闭合电路欧姆定律,外电压为:U=E-Ir;
故电源的输出功率为:P=UI=(E-Ir)I=EI-I2r;
当I=时,输出功率有最大值
;
此时R=,即当R=r时,电源的输出功率最大;
由于题目中没有说明R的初始值与内阻r的关系,故无法判断R上消耗的功率的变化情况,即R上消耗的功率可能减小、增加、先增加后减小;
故AB错误,CD正确;
故选CD.
某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V,当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20A,g取10m/s2.则( )
正确答案
解析
解:电动机的输入功率为:P=UI=380×20W=7.6×l03W ①
电动机的输出功率为:P出=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W ②
电动机发热功率为 P热=I2R ③
由P=P出+P热
得:UI=mgv+I2R
代入解得:电动机的内阻 R=4.75Ω
设电动机的输出电压为U出,则有:U出I=P出,
得:U出==
V=285V.
电动机的效率为:η=×100% ③
联立①②可得:η=75%.故ABD正确,C错误.
故选:ABD.
(2015秋•攀枝花期末)两根完全相同的金属裸导线,如果把其中一拫均匀拉长到原来的两倍,把另一根对折,然后将它们并联接入某电路中,电流对它们做功的功率之比为( )
正确答案
解析
解:两根完全相同的金属裸导线,如果把其中一根均匀拉长到原来的两倍,把另一根对折后绞合起来,长度比为4:1,体积不变,则横截面积比1:4,根据电阻定律R=得电阻之比为16:1;
将它们并联接入某电路中,电压相等,故P=∝
,故:
故选:A
在如图所示的电路中,定值电阻的阻值为10Ω,电动机M的线圈电阻值为2Ω,a,b两端加有44V的恒定电压,理想电压表的示数24V,由此可知( )
正确答案
解析
解:A、通过电动机的电流为:.故A正确.
B、电动机消耗的功率为:P=UI=24×2W=48W.故B错误.
C、电动机线圈在1分钟内产生的热量为:Q=I2rt=4×2×60J=480J.故C正确.
D、电动机的输出功率为:.故D正确.
故选:ACD.
一台电动机的额定功率为P,额定电压为U,电动机线圈的电阻r,电动机正常工作时电流为______,电动机的输出功率为______.
正确答案
P-
解析
解:根据功率公式P=UI可得电动机工作电流为:I=;
电动机的输出功率为:P出=P-I2r=P-;
故答案为:,P-
如图所示是利用电动机提升重物的示意图,其中D是直流电动机.P是一个质量为m的重物,将重物用细绳拴在电动机的轴上.闭合开关S,重物P以速度v匀速上升,这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V,重物P上升的速度v=1.50m/s.已知电动机损失的能量全部转化为电动机线圈的电热,重物的质量m=30kg.(g取10m/s2)
求:(1)电动机的功率P电;
(2)电动机的输出功率P电;
(3)电动机线圈的电阻t.
正确答案
解析
解:(1)电动机消耗功率:
P电=UI=110×5=550W
(2)电动机损失的能量全部转化为电动机线圈的热量,电动机的输出功率即为绳子拉力对重力做功功率,即:
P出=PT
因为是匀速运动,有:
T=mg
可知:
PT=mgv=30×10×1.5=450W
则:P出=mgv=450W
(3)由能量守恒定律可知:
P电=P出+P热
又P热=I2r
由以上两式可得:
r=4Ω
答:(1)电动机消耗的电功率P电为550W;
(2)电动机的输出功率P出为450W;
(3)电动机线圈的电阻r为4Ω.
如图所示的电路中,电源的输出电压恒为U,电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、电动机M与电炉L串联,电流相等,电阻相等,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同的时间内,电炉放出的热量与电动机放出的热量相等.故A正确.
B、C设电动机M线圈电阻与电炉L的电阻均为R,电路中电流为I,根据欧姆定律得:电炉两端的电压UL=IR,电动机是非纯电阻电路,其电压UM>IR,则有UM>UL,所以电炉两端电压小于电动机两端电压.故B正确,C错误.
D、电动机消耗的功率PM=UMI,电炉消耗的功率PL=ULI,UM>UL,则PM>UL,即电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率.故D错误.
故选AB
若将标称值分别为“100W、100Ω”R1和“200W、200Ω”R2的电阻串联,求:
(1)该支路允许通过的最大电流多大?
(2)该支路允许消耗的最大功率多大?
正确答案
解析
解:由P=I2R可得,
电阻额定电流:
I1==
=1A,
I2==
=1A,
两电阻串联时,电路允许通过的最大电流I=1A,
该支路允许消耗的总功率P=100+200=300W;
答:(1)允许通过的最大电流为1A;(2)允许消耗的最大功率为300W.
一电熨斗的铭牌标上标有“220V,100W”字样,则它正常工作20min时电流做功为______ J.
正确答案
1.2×106
解析
解:电熨斗正常工作时电压为U=220V,功率为P=1000W,则电熨斗正常工作20分钟电流做功为
W=Pt=1000×20×60J=1.2×106J
故答案为:1.2×106.
世界上最小最轻的电磁型微电动机,其体积只相当于芝麻的八分之一.这种微电动机的效率为90%,最大转速为300r/s,输出推力力矩(轮轴边缘的推力对轴线的力矩)为1.5×10-3N•m,转轴直径约为5×10-4m,试估算这种微型电动机转轴边缘的最大线速度为______m/s,输入的电功率为______W.
正确答案
0.47
3.14
解析
解:该电动机转轴边缘的线速度v=rω=r•2πn=2.5×10-4×2π×300m/s=15π×10-2≈0.47m/s;
由力矩M=Fr,得F==
N=6N
根据能量守恒得:
90%P=Fv
则得输入的电功率P=3.14W
故答案为:0.47,3.14
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