- 恒定电流
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为了便于调节加热功率,吹风机加热部分按照图示电路连接,交流电源电压为220V,加热电阻R=100Ω,D为理想二极管,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、220V为有效值,开关闭合后,通过电阻的电流有效值为2.2A,故A错误;
B、C、开关断开时交流电由于二极管的单向导电性,一个周期内只能工作半个周期,由电流有效值定义得
则有V
又:=
;
=2P断,
故开关闭合时电阻加热功率是开关断开加热功率的2倍,故B错误,C正确;
D、由有效值的定义得:,可得:
,故D错误;
故选:C
微型吸尘器的直流电动机的内阻为1Ω,当加在它两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,且能正常工作.
求:(1)它的输入功率多大?
(2)工作时由导线发热损失的功率多大?
正确答案
解析
解:(1)当电机正常工作时,它的额定输入功率为:
P入=UI=2×0.8W=1.6W
(2)工作时由导线发热损失的功率为:P损=I2R=0.82×1W=0.64W
答:(1)它的额定输入功率1.6W;
(2)工作时由导线发热损失的功率0.64W;
某一电源和电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,用此电源与电阻R1、R2组成电路,R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路,则下列接入方式与其他接入方式相比较,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若将R1、R2串联后接入电路,外电路电阻R最大,由闭合电路欧姆定律可知,路端电压U=R=
最高,所以A正确;
B、电源的效率η==
,若将R1、R2并联后接入电路,外电路电阻R最小,外电压最小,电源的效率最低,所以B错误;
C、电源消耗的电功率Pr=I2r,干路电流I越小,Pr越小,即外电路电阻R越大,Pr越小,因此需将R1、R2串联后接入电路,电源消耗的电功率才最小,C错误;
D、由题图可知,当电路工作点坐标为(3.0,3.0)时,电源的输出功率有最大值,将已知电阻接入电路,若已知电阻与电源组成的工作点越接近坐标(3.0,3.0),电源的输出功率就越大,当R1单独接入电路时,工作点最接近坐标(3.0,3.0),故D正确.
故选AD.
(2015秋•黄山期末)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( )
正确答案
解析
解:A、电动机正常工作,其电压为U,通过的电流为I,则电动机消耗的总功率为P总=UI,故A正确;
B、电动机消耗的热功率应该用P=I2R来计算,由于电动机正常工作时电路不是纯电阻电路,U>IR,所以热功率P=I2R<,故B错误;
CD、电源的输出功率等于电动机的输入功率,为 P出=UI,电源的总功率为 P=EI,电源的效率为 η==
=1-
;故C正确,D错误;
故选:AC
四盏灯结成如图所示的电路,A、C灯泡的规格为“220V,30W”,B、D灯泡的规格为“220V,100W”,各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率,这四盏灯泡的实际消耗功率大小的顺序是( )
正确答案
解析
解:根据公式P=,有R=
,故RA=RC>RB=RD;
比较A灯泡与D灯泡,由于串联,电流相等,RA>RD,根据P=I2R,故PA>PD;
比较B灯泡与C灯泡,由于并联,电压相等,RC>RB,根据P=,故PC<PB;
比较A灯泡与C灯泡,由于干路电流大于支路电流,根据P=I2R,故:PB<PD;
比较B灯泡与D灯泡,由于干路电流大于支路电流,根据P=I2R,故:PA>PC;
综合得到:PA>PD>PB>PC
故选:C.
如图所示,一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电源上,电源电动势E=30V,内阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V,已知电动机线圈电阻RM=1Ω,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据闭合电路欧姆定律,有:E=U+I(r+R)解得:I==2A,故A错误;
B、电动机的输入功率:P入=UI=10×2=20W,电动机的热功率:P热=I2RM=22×1=4W,电动机的输出功率:P出=P-P热=UI-I2RM=10×2-22×1=16W,故B错误,CD正确;
故选:CD
如图所示,电流表A1的示数为1A,A2的示数为3A,A3的示数为8A,则R1、R2、R3的电阻值之比和功率之比为( )
正确答案
解析
解:A、B、C、由电路图可知,三电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R1和R2支路电流之和,电流表A3测干路电流.
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故R1、R2、R3支路的电流之和:
I1=IA1=1A,I2=IA2-IA1=3A-1A=2A,I3=IA3-IA2=8A-3A=5A;
由于并联电路中各支路两端的电压相等,故由I=可得,三电阻的阻值之比:
R1:R2:R3==
=10:5:2.
故A正确,B错误;
C、D、根据公式P=UI,三电阻的电功率之比:P1:P2:P3=I1:I2:I3=1:2:5,故C正确,D错误;
故选:AC.
一个电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R,设通过它们的电流相同(电动机正常运转),则在相同的时间内( )
正确答案
解析
解:A、对于电炉电路和电动机电路,焦耳定律都适用.根据焦耳定律Q=I2rt,得,电炉和电动机的电阻相同,电流相同,则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等.故A错误.
B、电动机消耗的电能一部分转化为内能,另一部分转化为机械能,电炉消耗的电能全部转化为内能,而相等时间内它们产生的热量相等,则在相同的时间内,电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能,电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率.故B正确.
C、D设电流为I,则电炉两端电压U炉=Ir,电动机两端电压U机>Ir,所以U机>U炉.即电炉两端电压小于电动机两端电压.故C正确,D错误.
故选BC
如图中电源的电动势E=12V,内电阻r=0.5Ω,将一盏额定电压为8V,额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连,灯泡刚好正常发光,通电100min,问:
①电源提供的能量是多少?
②电流对电动机做功是多少?
③电动机的线圈产生的热量是多少?
④电动机的效率是多少?
正确答案
解析
解:①由题意可知,电路的路端电压U=8V,则内电压U内=E-U=12V-8V=4V;
电路中电流I==
=8A;
故电源提供的能量W=EIt=12×8×100×60J=5.76×105J;
②电流对灯丝做功W灯=Pt=16×100×60J=9.6×104J;
灯泡中的电流I灯==
=2A;
由并联电路的规律可知,通过电动机的电流I机=I-I灯=8A-2A=6A;
电流对电动机所做的功W=UI机t=8×6×6000J=2.88×105J;
③灯丝为纯电阻故灯丝产生的热量等于电流所做的功,故Q=W灯=9.6×104J;
而电动机线圈产生的热量Q机=I机2R机t=62×0.5×6000J=1.08×105J;
④电动机的效率η=×100%=
×100%=62.5%.
答:①电源提供的能量是5.76×105J; ②电流对电动机做功是2.88×105J;③电动机的线圈产生的热量是1.08×105J; ④电动机的效率是62.5%.
如图所示,有一台提升重物用的直流电动机M,电枢的内阻为r=0.60Ω,与电动机串联的定值电阻阻值为R=10Ω,电路的路端电压为U=160V.图中理想电压表的示数为110V.
求:
(1)通过电动机的电流I是多大?
(2)电动机的输入功率P是多大?
(3)电动机的机械功率P′是多大?
正确答案
解析
解:(1)电动机和电阻串联,所以电流相等,
电阻R两端电压U1=160-110=50V,
I=
(2)电动机的电功率P=UI=110×5=550W,
(3)电动机的热功率P热=I2r=15W,所以电动机的机械功率P′=P-P热=535W
答:(1)通过电动机的电流I是5A (2)电动机的输入功率P是550W (3)电动机的机械功率P′是535W
将电动势为3.0V的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4V,当电路中有6C的电荷流过时,求:
(1)有多少其他形式的能转化为电能?
(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能?
(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能?
正确答案
解析
解:根据W=Eq得:
W=3.0×6 J=18 J
则电源中共有18 J其他形式的能转化为电能.
根据W=Uq得:
W1=U1q=2.4×6 J=14.4 J
则外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能.
根据能量守恒定律,内电路中转化为内能的电能为:
E内=18J-14.4J=3.6J
答:(1)有18J其他形式的能转化为电能;
(2)外电路中有14.4J的电能转化为其他形式的能;
(3)内电路中有3.6J的电能转化为其他形式的能.
标有“220V,60W”字样的白炽灯,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:由铭牌信息可知,灯泡的额定电压为220V,额定功率为60W,当它的实际工作电压等于220V时,消耗的实际功率为60W,故C正确.
故选:C
由于气候寒冷,南极大陆成为强大的高压中心,形成由大陆中心吹向边缘的风暴,有世界“风极”之称,年平均风速17m/s~18m/s.若以最小平均风速吹动一个直径为10m的风车发电,风车将20%的风能转化为电能,试计算风车的发电功率.(已知空气的密度为1.29kg/m3)
正确答案
解析
解:以最小平均风速吹动一个直径为10m的风车发电,在时间t内,一个直径为10m的长度为vt的沿风速方向的柱体的20%风能转化为电能,根据能量守恒定律,有:
E=20%× ①
其中:S= ②
风车的发电功率:
P= ③
联立解得:
P==
=4.98×104=49.8KW
答:风车的发电功率为49.8KW.
一台电动机额定电压是110V,电阻是0.4Ω,在正常工作时通过的电流是50A,每秒钟电阻产生的热量是______J,2秒钟内电动机的输出机械能______J.
正确答案
1000
9000
解析
解:电阻上产生的热量Q=I2Rt=502×0.4×1=1000J;
电动机输出的机械能E=UIt-I2Rt=110×50×2-2500×0.4×2=9000J;
故答案为:1000;9000.
有一台电风扇额定工作电压为220V,额定电功率为50W,线圈电阻为0.4Ω,电风扇接入电压为220V的电路中,关于它每分钟产生的热量是多少?
正确答案
解析
解:电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的,所以每分钟产生的热量为:
Q=I2Rt=(50/220)2×0.4×60J=1.2J
答:电风扇每分钟产生的热量是1.2J.
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