- 热功率
- 共60题
一台“6V,15W”的直流电动机的电枢电阻为0.5Ω,接在电动势E=6V,内阻r=0.5Ω的电源上工作时,测得电动机两端电压是5V,求:
(1)电源的总功率;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机的发热功率;
(4)电动机的输出功率.
正确答案
解:(1),
(2)出==10W
(3)热=2=22×0.5W=2W
(4)机= 出- 热=8W
用单位长度质量为m、单位长度电阻为r的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于异名相对磁极的狭缝间,其它地方的磁场忽略不计。可认为方框的
边和
边都处在磁极之间。将方框从静止开始释放,在下落过程中其平面始终保持水平(不计空气阻力)。方框下落的最大速度为vm。
(1)求磁极狭缝间磁感应强度B的大小(设磁场区域在竖直方向足够长);
(2)当方框下落的加速度为时,求方框的发热功率P;
(3)已知方框下落时间为t时,下落高度为h,其速度为vt(vt<vm)。若在同一时间t内,方框内产生的热量与某恒定电流I0在该框内产生的热量相同,求恒定电流I0的表达式。
正确答案
解:(1)方框质量,
方框电阻
方框下落速度为v时,产生的感应电动势
感应电流
方框下落过程,受到重力G及安培力F
,方向竖直向上
当F=G时,方框达到最大速度,即v=vm
则
磁极狭缝间磁感应强度B的大小为
(2)方框下落加速度为时,有Mg-IB×2L=M
则
方框的发热功率
(3)根据能量守恒定律,有
解得恒定电流I0的表达式
导电的正方形线框abcd边长为l,每边的电阻均为r0,线框置于光滑水平导轨oo'与nn'上,导轨间距也为l,电阻不计,on端所接电池的电动势为ε,内阻为r,整个装置处在磁感强度大小为B方向向下的匀强磁场中。现将电键s闭合,求s闭合瞬间:
(1)线框所受安培力的方向(在图中标示出来);
(2)线框所受安培力的大小;
(3)电路的发热功率。
正确答案
解:(1)根据左手定则,ab边与dc边所受的安培力方向均沿导轨o'n'方向
(2)因为导轨电阻不计,所以ad边与cb边均构成短路
总电流为
由整体法可求得线框所受安培力的合力为
说明:如未考虑到ad边与cb边构成短路,按以下求法且算出结果的也正确。
总电流
,
,
根据F=BIl,线框所受安培力的合力为F=Fab+Fdc=
(3)电路的发热功率为
说明:如未考虑到ad边与cb边构成短路,按以下求法且算出结果也正确。
导电的正方形线框边长为
,每边的电阻均为r0,线框置于光滑水平导轨oo'与nn'上,导轨间距也为
,电阻不计,on端所接电池的电动势为ε,内阻为r,整个装置处在磁感强度大小为B方向向下的匀强磁场中。现将电键s闭合,求s闭合瞬间:
(1)线框所受安培力的方向(在图中标示出来);
(2)线框所受安培力的大小;
(3)电路的发热功率。
正确答案
解:(1)根据左手定则,ab边与dc边所受的安培力方向均沿导轨o'n'方向
(2)因为导轨电阻不计,所以ad边与cb边均构成短路
总电流为
由整体法可求得线框所受安培力的合力为
(3)电路的发热功率为
在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中,让长为0.5m、电阻为0.1Ω的导体棒ab在金属框上以10m/s的速度向右匀速滑动,电阻R1=6Ω,R2=4Ω,其他导线上的电阻可忽略不计。求:
(1)ab棒中的电流大小与方向;
(2)为使ab棒匀速运动,外力的机械功率;
(3)ab棒中转化成电能的功率,并比较机械功率与转化功率是否相等。
正确答案
解:(1)由右手定则可以判定,电流方向b→a
E=Blv=2V
R总=+r=2.5 Ω
I==0.8 A
(2)P=Fv=BIlv=1.6 W
(3)P=I2R总=1.6 W
P机=P电
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