- 恒定电流
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如图所示的电路中,U=12伏,滑动变阻器AB的总电阻为42Ω,现标着“6V,1.8W”的灯泡L正常发光,
求:(1)灯的电阻
(2)RAP、RPB
(3)变阻器消耗的电功率.
正确答案
解析
解:(1)灯泡内阻R==
=20Ω;
(2)设AP电阻为R,由于标着“6V 1.8W”的灯泡L正常发光,则可知BP电压为6V,电阻为:42-R;
又因为U=12V,则AP电电压为6V,则:
=
+
解得:R=12Ω
可知BP电阻为30Ω,
(3)滑动变阻器上消耗的功率为:
P=+
=4.2W
答:(1)灯泡电阻为20Ω;(2)AP间的电阻为12Ω,BP间电阻为30Ω;(3)此时滑动变阻器上消耗的功率为4.2W
有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V 60W”的灯炮串联后接在电压为220V的直流电路两端,灯泡正常发光,则( )
正确答案
解析
解:A、由于灯泡正常发光,所以电动机的电压为:U=220-110=110V,
由于电解槽和灯泡串联,它们的电流相等,所以有:I==
A,
所以电解槽的输入功率为:P=UI=110×=60W,所以AB错误,C正确;.
D、电路消耗总功率为为:P总=220V×A=120W,所以D正确.
故选:CD.
有一电源,当输出电流为2A,输出功率为10w,当输出电流为1A,输出功率为5.5w,则该电源的电动势是______V,内阻是______Ω.
正确答案
6
0.5
解析
解:假设电源的电动势为E,内阻为r.则得到
P出1=EI1-r ①
P出2=EI2-r ②
代入得:10=2E-22r
5.5=E-r
联立上两式解得,E=6V,r=0.5Ω
故答案为 6 0.5
(2015秋•南京校级期中)在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V.重新调节R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V.求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)这台电动机正常运转时消耗的热功率;
(3)这台电动机正常运转时的输出功率.
正确答案
解析
解:电动机停止转动时,其电路是纯电阻电路,由欧姆定律得,
电动机的电阻为R线==4Ω;
电动机正常运转时,输入的电功率为
P电=U2I2=48W,
发热功率P热=I22R=22×4W=16W,
所以输出功率为P出=P电-P热=32W.
答:(1)电动机线圈的电阻4Ω;
(2)这台电动机正常运转时消耗的热功率16W;
(3)这台电动机正常运转时的输出功率32W.
一台电风扇的额定功率是60W,内电阻为2Ω,当它接在220V的电压下正常运转,求:
(1)电风扇正常运转时,通过它的电流强度多大?每秒钟有多少电能转化为机械能?
(2)若接上电源后,电风扇因故不能转动,这时通过它的电流强度多大?电风扇实际消耗的电功率多大?
正确答案
解析
解:(1)由P=UI得:
I==
=
A
则电风扇内阻上的发热功率:
P热=I2R=()2×2=
W≈0.15W
根据能量守恒定律得:
P机=P额-P热=60-0.15=59.85W
(2)根据欧姆定律得,I′==
=110A
发热功率 P热′=I′2R=(110)2×2=24200W.
答:(1)电风扇正常运转时,通过它的电流强度为A;每秒钟有0.15J电能转化为机械能;
(2)若接上电源后,电风扇因故不能转动,这时通过它的电流强度为110A;电风扇实际消耗的电功率为24200W.
如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中,下列各物理量变化情况为( )
正确答案
解析
解:对电路分析可知:滑动变阻器两部分是并联,再与另一电阻串连接入电源中.所以当两部分电阻相等时,此时的电阻最大,电流最小.
A、随着滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中,总电阻先增大后减小,导致电流先减小后增大.而电容器与电阻Ra并联,所以电压先减小后增大.则电容器所带电荷量先减少后增加,故A错误;
B、随着滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中,总电阻先增大后减小,导致电流先减小后增大.而电容器与电阻Ra并联,所以电压先减小后增大.则电容器所带电荷量先减少后增加,故B正确;
C、随着滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中,总电阻先增大后减小,导致电流先减小后增大,而电动势不变则电源的总功率先减少后增加.故C正确;
D、随着滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中,总电阻先增大后减小,导致电流先减小后增大,内电压先最小后增大,外电压先增大后减小.由于电压表是测得外电压,所以电压表读数是先增加后减少.故D错误;
故选:BC
电动自行车因其价格相对于摩托车低廉,而且污染小,受到了广大群众的喜爱.某电动自行车的铭牌如下表所示.
(1)求此车所装电动机的线圈电阻.
(2)求此车所装电动机在额定电压下正常工作时的效率.
(3)一个60kg的人骑着此车,如果电动自行车所受阻力为车和人总重量的0.02倍,则在平直的公路上行驶的最大速度是多大?(g取10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)由表格可知:电机输出功率为P出=175W,电源的输出电压为U=36V,电流为I=5A,设内阻为R,
则根据能量守恒定律得 UI-I2R=P出,
代入得:36×5-25R=175
解得 R=0.2Ω
(2)电动机的总功率为P总=UI=36×5W=180W,电机输出功率为P出=175W,
所以电动机的效率为η=×100%=
×=97.2%.
(3)一个60kg的人骑着此车,车和人的总的重量为100kg,
此时电动自行车所受阻力为f=0.02mg=0.02×100×10N=20N,
行驶的最大速度是vm==
=
m/s=8.75m/s,
答:(1)此车所装电动机的线圈电阻为0.2Ω.
(2)此车所装电动机在额定电压下正常工作时的效率为97.2%.
(3)在平直的公路上行驶的最大速度是8.75m/s.
如图所示,已知电源两端电压为U1且保持不变,定值电阻R1的阻值已知.开关S断开时,电压表的示数为U2.开关S闭合后,电压表的示数变化了
.电阻R1消耗的电功率增加了______.
正确答案
解析
解:开关S断开时,等效电路图如图甲所示;开关S闭合后,等效电路图如图乙所示;
由图1可得,电阻R1两端的电压为UR1=U1-U2,
电阻R1消耗的电功率P1==
;
由图2,因开关闭合时,R3被短路,根据串联电路电阻的分压特点可知电压表的示数减小U2,即电压表的示数为
U2,
此时R1两端的电压为UR1′=U1-U2,
电阻R1消耗的电功率P1′==
;
所以电阻R1消耗的电功率增加了:P1′-P1=-
=
.
故答案为:.
如图所示,直流电动机M串联在直流电路中,其轴与圆盘中心O相连.开关S断开时,电压表的读数12.6V,开关S接通时,电流表的读数为2A,电压表的读数为12V.圆盘半径为5cm,测速计测得圆盘的转速为r/s,两弹簧秤的读数分别为F1=7N,F2=6.10N,问:
(1)电动机的输出功率、效率各为多少?
(2)拉紧皮带可使电动机停转,此时电压表、电流表的读数各为多少?电动机的输入功率为多大?
正确答案
解析
解:(1)电动机的输入功率为:P入=UI=12×2W=24W.
电动机的输出功率与皮带对圆盘做功功率相等,且圆盘转动的线速度v为2πnr则:
P出=(F1-F2)v=(F1-F2) 2πnr=(7.27-6.1)×2π××0.05=18W.
效率为:η=×100%=75%
(2)拉紧皮带使电动机停转,此时电路为纯电阻电路,由题分析可知电源电动势为12.6V,电源内阻为:
r==0.3Ω,
电动机的直流电阻为:
R==1.5Ω
此时电流表示数为:I′==7A
电压表示数为:U′=I′R=7×1.5=10.5V
电动机的输入功率为:P′=I′U′=7×10.5=73.5W
答:(1)电动机的输入功率为24W、输出功率为18W、效率为75%;
(2)拉紧皮带可使电动机停转,此时电压表的示数为10.5V、电流表的示数为7A,电动机的输入功率为73.5W
(2014秋•海淀区校级期末)如图所示为某同学测量甲、乙两个电源的电动势和内阻时所做出的U-I图象.若将一个定值电阻分别接在两个电源的两端,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir知,当I=0时,U=E,说明图线的纵轴截距等于电源的电动势,由图可知,两电源的电动势相等,即E甲=E乙.根据数学知识可知,图线的斜率大小等于电源的内阻,由图可知,图线甲的斜率绝对值小于图线乙的斜率绝对值,则r甲<r乙.
若将一个定值电阻分别接在两个电源的两端,
A、根据I=可知,甲电源的电流较大,根据输出功率
可知,甲电源的输出功率较大,故A错误;
B、电源的效率,甲电源的电流较大,则甲电源的效率较大,故B错误;
C、电源的总功率P=EI,甲电源的电流较大,甲电源的总功率较大,故C正确,D错误;
故选:C
若A灯标有“220V、60W”,B灯标有“220V,100W”,把两灯接入电路,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据功率公式P=得:R=
,因为PA<PB,所以RA>RB,
A、当通过两灯的电流相等时,由P=I2R,可知PA>PB,则A比B亮,故A正确,B错误;
C、当加在灯两端的电压相等时,由P=可知,PA<PB,因此B比A亮,故C错误,D正确;
故选:AD.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在结冰的公路上洒上沙子可以增大摩擦力,起到防滑的作用;故A正确;
B、电磁灶只能加热金属器具里的食物,不能加热砂锅里的食物;故B错误;
C、化纤衣服能够产生静电,不能防止静电;故C错误;
D、24小时的耗电量为:0.2kW×24h=4.8kw•h;故D正确;
故选:AD.
下表是两个电池外壳上的说明文字
上述进口电池的电动势是______V.若该电池平均工作电流为0.02A,则最多可使用______h.
正确答案
1.2
25
解析
解:从图中可以得出,述进口电池的电动势是1.2V,进口电池的容量为500mAh;
该电池平均工作电流为0.02A,则最多可使用:t=;
故答案为:1.2,25.
如图所示电路中,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻.则以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据电源的内电阻和外电阻相等的时候,电源的输出功率最大可知,当把R1和电源看做一个整体时,即把电源的内阻看做R1+r,当R2=R1+r时,电源的输出功率最大,即R2上获得最大功率,所以A正确;
BC、根据P=I2R1可知,当R2=0时,电路的总电流最大,所以此时R1获得最大功率,所以B错误,C正确;
D、电源消耗的功率为P=EI,由于电源的电动势E不变,所以当R2=0时,电路的总电流最大,电源消耗的功率最大,所以D正确;
故选ACD.
如图,已知电源的电动势为E内电阻为r,已知定值电阻的阻值为R1,
(1)滑动变阻器的阻值R2为多大时,定值电阻消耗的功率最大,并求最大功率
(2)滑动变阻器的阻值R2为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大,并求最大功率( R1+r<R2)
正确答案
解析
解:(1)根据闭合电路欧姆定律得:I=
则R1消耗功率为P1=()2R1
所以当R2=0时,R1消耗功率最大
电阻R1最大功率为P1m=()2R1=
;
(3)当R2=R1+r时,电阻R2的电功率最大,此时电路电流I′=
则电阻R2的最大电功率
答:(1)滑动变阻器的阻值R2为0时,定值电阻消耗的功率最大,最大功率为;
(2)滑动变阻器的阻值R2为R1+r时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为.
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