- 恒定电流
- 共18115题
如图甲所示,电阻不计的“
”形光滑导体框架水平放置,导体框处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=1T,有一导体棒AC横放在框架上且与导体框架接触良好,其质量为m=0.2kg,电阻为R=0.8Ω,现用绝缘轻绳拴住导体棒,轻绳的右端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上,左端通过另一光滑的定滑轮与物体D相连,物体D的质量为M=0.2kg,电动机内阻r=1Ω.接通电路后电压表的读数恒为U=10V,电流表读数恒为I=1A,电动机牵引原来静止的导体棒AC平行于EF向右运动,其运动位移x随时间t变化的图象如图乙所示,其中OM段为曲线,MN段为直线.(取g=10m/s2)求:
(1)电动机的输出功率;
(2)导体框架的宽度;
(3)导体棒在变速运动阶段产生的热量.
正确答案
解析
解:(1)电动机的输出功率=UI-I2r=10×1-1×1=9W,
(2)由位移-时间图象可知,在t=1.0s后,导体杆做匀速运动,
根据图象斜率得运动速度大小为:
在导体棒匀速运动的任意时刻对整个系统,根据功率关系得:
UI=
解得:l=1m
(3)从静止到开始匀速运动阶段,对整个系统根据能量守恒定律得:
UIt=Mgh+
解得:Q=6.6J
答:(1)电动机的输出功率为9W;
(2)导体框架的宽度为1m;
(3)导体棒在变速运动阶段产生的热量为6.6J.
灯泡中灯丝断了,将灯丝搭接起来再用,则以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、因灯丝断后再接后长度变短,电阻变小,因电压不变故功率变大,比原来亮,故A错误,B正确.
CD、搭接点接触面积小,故接触阻值大,电流相同的情况下功率大,故易断.故C正确,D错误.
故选:BC
如图所示,三个阻值都相同的电阻器,每个额定功率是10W,AB两端接到电压可随意调整的电源上,在每个电阻都不超过额定功率的条件下,这三只电阻耗电总功率的最大值是( )
正确答案
解析
解:由图可知,当左侧电阻达最大功率时,电路中达到最大功率,此时其功率为10W;而由串并联电路规律可知,两并联电阻的电流恰为总电流的一半,则由P=I2R可知,并联电阻的功率应达到总功率的,即2.5W;故电路中能达到的最大功率Pmax=10+2.5+2.5=15W;
故选:C.
电动机是一种______能转化为______能的装置.电动机的______与______之比叫做电动机的效率.由于电动机运行中总有______,所以其效率不可能达到______%.如图所示是测定电动机效率的实验示意图,请在图上连接实验电路.本实验要测定的物理量是______,计算电动机效率的表达式是______(用上面要测定的物理量的字母表示).
正确答案
电能
机械能
机械功
总功
电阻
100
重物的重力G,重物的提升速度v,通过电动机的电流,电动机两端的电压
解析
解:电动机是将电能转化为机械能的装置,电动机的效率为机械功与总功的比值.电动机因线圈存在的电阻,所以电动机工作时,效率不可能达到100%.
测定电动机效率的实验示意图,通过连接电路图,读出电压表与电流表的示数,从而得出电动机的总功率,即为UI.
通过测力计测出重物的重力为G,并测出重物提升的速度v,则提升的功率为Gv,所以电动机的效率为.
故答案为:电能;机械能;机械功;总功;电阻;100;重物的重力G,重物的提升速度v,通过电动机的电流,电动机两端的电压;.
“220V、5.5kW”的电动机,电阻为0.4Ω,它在正常工作时的电 流为______A,1s钟内产生的热量是______J.
正确答案
25
250
解析
解:根据P=IU得,电动机正常工作时的电流为
I==
=25A
1s内产生的热量为 Q=I2Rt=252×0.4×1J=250J,
故答案为:25;250.
汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.05Ω.电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了( )
正确答案
解析
解:电动机未启动时,由E=I1(R+r)得灯泡的电阻为:
R==
Ω=1.2Ω,
车灯消耗的功率为:P1==100×1.2=120W;
电动机启动时,路端电压为:U2=E-I2r=12.5-58×0.05=9.6V,
则车灯消耗的功率为:P2==
=76.8W
车灯的电功率降低了△P=P1-P2=120-76.8=4.2W.
故选:B
一个电热器接在220V交流电路中,功率为lkW.若把它接在直流电路中,使其功率仍为lkW,直流电路的电压为( )
正确答案
解析
解:电热器接在220V交流电路上,220V知交流电的有效值,根据功率公式P=,得:
1000W=
得直流电路的电压为:U=220V
故选:A.
如图所示,电阻R1=10Ω,电动机M线圈电阻R2=10Ω,电路两端电压U保持不变.当开关S断开时,电流表的示数为I1=0.5A;当开关S闭合后,电动机转起来,电流表示数为I2,整个电路消耗的电功率为P,则( )
正确答案
解析
解:当电键S断开时,由欧姆定律得,U=I1R1=5V.当电键S闭合后,通过R1的电流仍为0.5A,电动机转动,电动机的电流I<=
A=0.5A,故电流表的电流I2<1A,电动机中电功率P=UI2<5W.
故AD正确,BC错误.
故选:AD.
如图所示,线路的电压U=220V,输电线的总电阻r=10Ω,电炉A的电阻RA=100Ω.电炉B的电阻RB=82Ω.
(1)电键S断开时,电炉A上的电压和它消耗的功率分别是多少?
(2)电键S闭合时,电炉A上的电压和它消耗的功率又是多少?
正确答案
解析
解:(1)电键S断开时,
所以电炉A上的电压
UA=IRA=200V
电炉A消耗的功率
(2)电键S闭合时,两电炉的电阻并联值为
总电流
电炉A上的电压
电炉A消耗的功率
答:(1)电键S断开时,电炉A上的电压为200V,它消耗的功率为400W;
(2)电键S闭合时,电炉A上的电压为180V,它消耗的功率为324W.
(2015秋•资阳期末)利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6V,电源内阻r=1Ω,电动机内阻r0=2Ω,电阻R=3Ω,重物质量m=0.10kg.当电动机以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为U=5.5V.不计空气阻力和摩擦,取g=10m/s2.求:
(1)电源内电压U1;
(2)重物匀速上升时的速度v.
正确答案
解析
解:(1)根据闭合电路欧姆定律,有:E=U+U1…①
解①代入数据得:U1=0.5V…②
(2)设干路电流为I,根据电路欧姆定律,有:…③
根据功能关系有:IU=I2(R+r0)+mg•v…④
联解②③④代入数据得:
v=1.5 m/s
答:(1)电源内电压U1为0.5V;
(2)重物匀速上升时的速度v为1.5m/s.
在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.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P=U1I1=15V×2A=30W;
克服自身电阻的功率PR=I12R=(2A)2×2Ω=8W;
电动机正常运转时的输出功率是P输出=P-PR=30W-8W=22W.
故A错误,B错误;
故选C.
大气中存在可自由运动的带电粒子,其密度随距地面高度的增加而增大,可以把离地面50km以下的大气看做是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质);离地面50km以上的大气则可看做是带电粒子密度非常高的良导体,地球本身带负电,其周围空间存在电场.离地面l=50km处与地面之间的电势差约为U=3.0×105V.由于电场的作用,地球处于放电状态.但大气中频繁发生雷暴又对地球充电,从而保证了地球周围电场恒定不变,统计表明,雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q=1800C.试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P.(已知地球半径r=6400km,结果保留一位有效数字)
正确答案
解析
解:本题中把50 km厚的漏电均匀绝缘体视为一个导体,其长度为50 km,横截面积为地球的表面积,所加电压为U=3.0×105 V
则由题意得
又由电阻定律
得
地球漏电功率为 P=UI=3×105×1 800 W≈5×108 W
答:大气电阻率ρ2×1012Ω•m;地球漏电功率P为5×108 W.
直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的( )
正确答案
解析
解:由电路图可知,当滑动变阻滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻变大,电源电动势不变,由闭合电路的欧姆定律可知,电路总电流I变小;
A、电源电动势E不变,电流I变小,电源总功率P=EI减小,故A正确;
B、电源的效率η==
,电源内阻r不变,滑动变阻器阻值R变大,则电源效率增大,故B正确;
C、电源内阻r不变,电流I减小,电源的热功率PQ=I2r减小,故C正确;
D、当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时,电源输出功率最大,由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系,因此无法判断电源输出功率如何变化,故D错误;
故选ABC.
如图所示,曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据图象可以知道,曲线C1、C2的交点的位置,此时的电路的内外的功率相等,由于电路的电流时相等的,所以此时的电源的内阻和电路的外电阻的大小是相等的,即此时的电源的输出的功率是最大的,由图可知电源输出功率最大值为4W,所以C错误;
根据P=I2R=I2r可知,当输出功率最大时,P=4W,I=2A,所以R=r=1Ω,所以B正确;
由于E=I(R+r)=2×(1+1)=4V,所以电源的电动势为4V,所以A正确;
当电源被短路时,电源消耗的最大功率P大==16W,所以D正确.
故选ABD.
如图所示的(甲)、(乙)中的小灯泡都相同,(甲)图中电压恒定为12V,(乙)图中电压恒定为6V,调节可变电阻R1、R2使四只小灯泡都恰好正常发光(功率相同),这时可变电阻接入电路中的电阻值之比R1:R2=______; 它们消耗的电功率之比P1:P2=______.
正确答案
4:1
1:1
解析
解:(1)两灯泡规格相同且正常发光,甲图灯泡串联,电流为:I1=I额;乙图灯泡并联,电流为:I2=2I额;
由题意甲图灯泡的电压是乙图灯泡电压的2倍,又知乙图电源电压也是甲图电源电压的倍,所以电阻R1和电阻R2的电压之比:
U1:U2=2:1,又知电路电流之比为:I1:I2=1:2;
则,
所以:1;
故答案为:4:1;1:1
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