- 恒定电流
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家用电热蚊香的加热器部分的主要器件是PCT元件,PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器,其电阻率ρ与温度t的关系如图所示,由于这种特性,PCT元件具有发热和控温双重功能,对此以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B、通电后半导体材料的温度逐渐升高,由图象可知,半导体的电阻率先变小,后变大,由电阻定律R=ρ可知,半导体材料的电阻R先变小后变大,电源电压U不变,由P=
可知,半导体材料的电功率先增大,后减小,故A正确,B错误;
C、D、由图象可知,在0~t1这区间里电阻R随温度升高而减小;在t1~t2这区间里电阻R随温度的升高而增大;在t2~区间里电阻R随温度的升高而减小.在家庭电路中电压不变,电热器的电功率P=,可知电阻器的发热功率与电阻成反比.在温度升到t1前,电阻R随温度的升高而减小,功率增大,温度升高更快;温度一旦超过t1,电阻R随温度的升高而增大,功率减小,放出热量减小,温度升高变慢,当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1至t2间的某一值不变,保持稳定,故CD错误.
故选:A.
对于三个公式:W=UIt,W=I2Rt,的适用范围,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:公式W=UIt是计算电路的总功率的大小,适用于任何的电路,当为纯电阻电路时,根据欧姆定律I=,可以推到出W=I2Rt,
,所以W=I2Rt,
只能适用于纯电阻电路,所以B正确.
故选B.
(2015秋•内江期末)一盏电灯直接接在电压表恒定的电源上,其功率为100W,若将这盏电灯先接在一段很长的导线后,再接在同一电源上,在导线上损失的电功率为10W,那么,此时电灯实际消耗的电功率( )
正确答案
解析
解:如果导线电阻忽略时,灯接在恒定电压的电源上功率是100W;
因为导线和灯泡串联,当导线上电阻较大时,即电路中的电阻变大,由可知电路消耗的总功率变小,即小于100W,而导线上消耗的功率为10W,所以灯泡的实际功率只能小于90W.
故选:B
一台电风扇,内阻为10Ω,接上220V的电压后正常运转,此时它消耗的电功率是66W,求:
(1)通过电动机的电流是多少?
(2)如接上220V电源后,扇叶被卡住不能转动(没有被烧坏前),该电风扇消耗的电功率是多少?
正确答案
解析
解:(1)由P=UI
得:I==
=0.3A
(2)风扇被卡住就变成了纯电阻电路
P1==4840w
答:(1)通过电动机的电流是0.3A
(2)如接上220V电源后,扇叶被卡住不能转动,该电风扇消耗的电功率是4840w
某工地的一台电动机,其额定电压U=220V,现经测量了解到:电动机线圈电阻为r=0.4Ω,在额定电压下运转时的电流I=50A,求:
(1)电动机的额定电功率为多大?
(2)在额定电压下运转时线圈电阻的热功率为多大?
(3)在额定电压下运转时转化为机械能的功率(即电动机输出的机械功率)为多大?
正确答案
解析
解:(1)电动机的额定功率:P=UI=11000W
(2)根据焦耳定律,在额定电压下运转时线圈电阻的热功率P热=I2r=1000W
(3)由能量守恒得:电动机输出的机械功率P出=P-P热=10000W.
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计数为为I1=10A,电动机启动时电流表读数为I2=58A,若电源电动势为E=12.5V,内阻为r=0.05Ω,电流表内阻不计,则因电动机启动时,
(1)车灯的电压U1与电动机启动前车灯的电压U2之比为多少?
(2)车灯的电功率降低了多少瓦?
(3)电源的输出功率变化了多少瓦?
正确答案
解析
解:(1)由闭合电路的欧姆定律有:
电动机启动前 E=U1+I1r ①
电动机起动后 E=U2+I2r ②
解得U1=12V,U2=9.6V
U2:U1=4:5 ③
(2)由E=I1(R+r) ④
得R=1.2Ω,
P1-P2= ⑤
解得P1-P2=43.2W ⑥
所以 减少了43.2W
(3)△P出=I2U2-I1U1⑦
代入数据得△P出=556.8W-120W=436.8W ⑧
所以增加了436.8W
答:(1)车灯的电压U1与电动机启动前车灯的电压U2之比为4:5;
(2)车灯的电功率降低了43.2W;
(3)电源的输出功率增加了436.8W.
如图所示:电压U=90V,R1=200Ω,R2=400Ω,A、V为理想电表,其读数分别为I=______A,U2=______V.此时R1上的功率P1=______W.
正确答案
0.15
60
4.5
解析
解:由图可知,两电阻串联,由欧姆定律可知,电路中电流I==
=0.15A;
U2的示数U2=IR2=0.15×400=60V;
R1上的功率P1=I2R1=(0.15)2×200=4.5W;
故答案为;0.15;60;4.5.
如图所示,水平放置的两平行金属板A、B接在U=4 000V的直流电源上,两极板间距离为2cm,A极板接地,电场中a点距B极板1cm,b点和c点均距A极板0.5cm,求:
(1)a点的电场强度;
(2)a、c之间的电势差;
(3)电子在b点的电势能;
(4)电子从a点运动到c点,电场力做的功.
正确答案
解析
解:(1)由于是匀强电场,所以a两点的电场强度大小为:
Ea==
=2×105V/m.
(2)a、c两点的电势差为:
Uca=Ed=2×105×(0.1-0.05)=1000V;
故Uac=-1000V;
(3)电子在b点的电势能为:
Ep=e•φb=(-1.6×10-19)×(-1000)=1.6×10-16J.
(4)电子从a运动到c,电场力所做的功为:
Wac=eUac=(-1.6×10-19)×(-1000)=1.6×10-16J.
答:(1)a、b两点的电场强度大小为2×105V/m.
(2)a、c两点之间的电势差为-1000V
(3)电子在b点的电势能为1.6×10-16J.
(4)电子从a运动到c点时,电场力所做的功为1.6×10-16J
在如图所示电路中,ab间的电压为8V,则输入给这个电路的总功率为______.
正确答案
8
解析
解:根据串并联电路的特点可知,最右侧为三个4Ω的电阻串联,总电阻为12Ω;再与6Ω的电阻并联后,总电阻为4Ω;依此类推可知,电路可等效为如图所示的电路;
则求解电路总电阻R=,
则电路的总功率P=
答:输入给这个电路的总功率是8W.
如图所示,电路中电源电压u=311sin 100πt(V),A、B间接有“220V 440W”的电暖宝、“220V 220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、交流电的频率为f==50Hz,故A正确;
B、交流电的有效值为U==220V,故B错误;
C、电暖宝是纯电阻,而抽油烟机是非纯电阻,故电暖宝的发热功率与抽油烟机发热功率不是2倍关系,故C错误;
D、1min抽油烟机消耗的电能为W=Pt=220×60=l.32×104J,故D正确.
故选:AD.
(B)如图所示,M为一线圈电阻r=0.4Ω的电动机,R=24Ω,电源电动势E=40V.当S断开时,理想电流表的示数I1=1.6A,当开关S闭合时,理想电流表的示数为I2=4.0A,求:
(1)电源内阻
(2)开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率.
(3)开关S闭合时电源输出功率.
正确答案
解析
解:(1)设电源内阻为r′,当S断开时,,即
,
得r′=1Ω.
(2)当S合上时,I2=4A,则U内=I2•r′=4V
U外=E-U内=40V-4V=36V,也即电动机两端电压为36V
所以
(3)开关S闭合时电源输出功率P出=EI-I2R=4×40-1×42=144W
答:(1)电源内阻为1Ω.
(2)开关S闭合时电动机发热消耗的功率为2.5W,转化为机械能的功率为87.5W.
(3)开关S闭合时电源输出功率为144W.
不考虑温度对电阻的影响,一个“220V,100W”的灯泡,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、不考虑温度对电阻的影响,根据公式P=,接在110 V的线路上时,电压减小为
,故功率减小为
,即25W,故A错误,B正确;
C、接在440 V的线路上时,灯泡烧坏,功率为零,故C错误;
D、不考虑温度对电阻的影响,根据公式P=,接在55V的线路上时,电压减小为
,故功率减小为
,即6.25W,故D错误;
故选:B.
电动机的电枢阻值为R,电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作的时间为t,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作的时间为t,所以电动机消耗的电能为UIt,所以A正确,B错误;
C、电动机为非纯电阻电路线圈产生的热量为I2Rt,不能用来计算,所以C正确,D错误;
故选AC.
如图所示,直线OAC为某一直流电源的功率随电流I变化的图线.抛物线OBC为同一直流电源内部热功率随电流I变化的图线.则I=2A时对应的电源输出功率及外电阻是( )
正确答案
解析
解:电源的总功率P=EI,C点表示I=3A,P=9W,则电源的电动势E=3V.
由图看出,C点表示外电路短路,电源内部热功率等于电源的总功率,则有P=I2r,代入解得,r=1Ω,所以AB段表示的功率为:
PAB=EI′-I′2r=3×2-22×1(W)=2W.
根据闭合电路欧姆定律,有:,
解得:R==0.5Ω
故选:A.
(2015秋•福建校级期中)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;当重新调节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12.0V.假设电表都是理想的,求:
(1)这台电动机线圈的电阻r=?
(2)这台电动机正常运转时的效率η=?
正确答案
解析
解:(1)当电流表和电压表的示数为0.5 A和1.0 V时电动机停止工作,电动机内阻视为纯电阻,
则由欧姆定律可知其阻值为:r==
=2Ω.
(2)当电动机正常工作时,电流表、电压表示数分别为2.0 A和12.0 V,
则电动机的总功率为:P总=U2I2=12.0×2.0 W=24.0 W,
线圈电阻的热功率为:P热=Ir=2.02×2 W=8.0 W,
得:P输出=P总-P热=24.0 W-8.0 W=16.0 W.
则电动机的效率为:η=×100%=
=67%
答:(1)电动机的线圈电阻为2Ω;
(2)这台电动机正常运转时的效率为67%.
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