- 恒定电流
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一直流电动机正常工作时两端的电压为U,通过的电流为I,电动机线圈的电阻为r.该电动机正常工作时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电动机为非纯电阻元件的消耗功率即为输入总功率,根据P电=UI可知,A正确;
B、电动机的输出功率即为转化为机械功的功率,P出=P总-P耗,又P耗=I2r可知,P出=IU-I2r,B错误;
C、电动机的发热功率即为损耗功率,P热=I2r,电压U并没有全部落在电动机内阻上,C错误;
D、电动机为非纯电阻元件,不遵循欧姆定律,故不满足I=,D错误.
故选:A.
关于三个公式P=UI,P=I2R,P=的适用范围,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:P=IU适用于任何电路计算电功率,可用于计算纯电阻电路的电热功率,对非纯电阻电路不能用来计算电热功率,
P=I2R由焦耳定律推导出来看,适用于任何电路计算热功率,P=只能适用于纯电阻电路的电热功率,不能用来计算非纯电阻电路的电热功率.故BC正确,AD错误.
故选:BC
如图所示的电路中,R1、R2、R3、R4四个电阻的阻值分别为r、r、2r、2r,它们所消耗的电功率分别为P1、P2、P3、P4,则( )
正确答案
解析
解:设干路电流为I,则流过电阻R1和R4的电流为I;
并联电路的电流比等于电压比,故电阻R2和电阻R3的电流比为2:1,故流动电阻R2的电流为I,流过电阻R3的电流为
I;
则:P1=I2R1=I2r
P2=(I)2R2=
I2r
P3=(I)2R3=
I2r
P4=I2R4=2I2r
故P4>P1>P2>P3
故选:CD.
电动机的电枢阻值为R,电动机正常工作时,两端电压为U,通过电流强度为I,工作时间为t,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、电功W=UIt,而电功是电能转化的量度,则电动机消耗的电能为W=UIt.故A正确.
B、D电动机正常工作时,线圈生热为Q=I2Rt,而电动机的电能只有一部分转化为内能,则电动机消耗的电能大于I2Rt.故BD错误.
C、由焦耳定律Q=I2Rt,得电动机线圈的热功率为I2R<UI.故C错误.
故选A
三个电阻分别是R1=2Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,把它们并联起来接入电路,则通过三个电阻的电流之比为I1:I2:I3=______;若将三个电阻串联起来接入电路,它们的实际功率之比为P1:P2:P3=______.
正确答案
6:3:2
1:2:3
解析
解:因为R1:R2:R3=2Ω:3Ω:4Ω=2:3:4;
所以I1:I2:I3==
=6:3:2
三个电阻串联,各电阻中电流相等,则由P=I2R可知;
功率之比等于电阻之比;故为1:2:3
故答案为:6:3:2;1:2:3.
一直流电源的电动势为E,内阻为r,用它给线圈电阻为R的直流电动机供电,工作时通过电动机的电流为I,电动机两端电压为U,经t秒钟后( )
正确答案
解析
解:A、电源在内外电路做的功为W总=EIt,又E=U+Ir,得W总=(I2r+IU)t;
电动机消耗电能UIt,电动机输出的机械能为UIt-I2Rt,发热为I2Rt;
故A错误,B正确.
C、根据能量守恒得:电动机输出的机械能为:IUt-I2Rt=IEt-I2(R+r)t.故C正确.
D、电池组的效率为:η=×100%=
×100%.故D错误.
故选:BC.
在如图所示电路中,电源电动势为12V,电源内阻为1.0Ω,电路中的电阻R0为1.5Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5Ω,闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0A.则以下判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电动机两端的电压:UM=E-I(r+R0)=12-2×(1.0+1.5)=7V
电路中电流表的示数为2.0A,所以电动机的总功率为P总=UMI=7×2=14W,电动机的发热功率为P热=I2R=22×0.5=2W,所以电动机的输出功率为14 W-2W=12W,所以A错误;B错误;
C、电动机的发热功率为P热=I2R=22×0.5=2W,所以C错误;
D、电源的输出的功率为P输出=EI-I2R=12×2-22×1=20W,所以D正确.
故选:D
某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V,当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20A,g取10m/s2.则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:电动机的输入功率为:P=UI=380V×20A=7600W ①
电动机的输出功率为:P出=mgv=5.7×103×10×0.1=5.7×103 W②
电动机发热功率为 P热=I2R ③
由P=P出+P热得 UI=mgv+I2R
代入解得,R=4.75Ω
电动机的效率为:η=×100% ④
联立①②③④可得:η=75%.故BD正确,AC错误.
故选BD.
一辆电动自行车的铭牌上给出了如表的技术参数表.
(1)此车的电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率是多大?
(2)为什么表中的“额定输出功率”与(1)中所计算电功率不相等,说明原因.
(3)质量为70kg的人骑此车沿平直公路行驶,若行驶过程中所受的阻力为车和人总重的0.02倍,且只靠电动机提供动力,求此人骑车行驶的最大速度.(g去10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率为:
P=UI=40×3.5W=140W.
(2)电动车消耗的电功率一部分为机械功率,另一部分为热功率,而机械功率和热功率之和为电功率,所以表中右栏中的“额定输出功率”与(1)中所计算电功率不相等;
(3)当牵引力等于阻力时,速度最大,阻力的大小为:
f=0.02G=0.02×(70+30)×10=20N.
根据:P出=Fv,又F=f
解得最大速度为:v==
=6m/s.
答:(1)此车的电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率是140W;
(2)消耗的电功率一部分为机械功率,另一部分为热功率,机械功率和热功率之和为电功率.
(3)此人骑车行驶的最大速度为6m/s.
(2015秋•深圳校级期中)电阻R和电动机M相串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等,电键接通后,电动机正常工作.经过时间t,电流通过电阻R做功W1,产生的电热为Q1;电流通过电动机M做功W2,产生的电热为Q2,则有( )
正确答案
解析
解:设开关接通后,电路中电流为I.
对于电阻R,由欧姆定律得:U1=IR
对于电动机,U2>IR,则有:U1<U2.
根据W=UIt,有:W1<W2.
根据焦耳定律得:Q1=I2Rt,Q2=I2Rt,则Q1=Q2.
故D正确;
故选:D
如图所示为一未知电路,现测得两个端点a、b之间的电阻为R,若在a、b之间加上电压U,测得通过电路的电流为I,则该未知电路的电功率一定为( )
正确答案
解析
解:
A、无论是黑箱中是一个纯电阻元件,还是非纯电阻元件,都能用P=UI求电功率.故A正确.
B、当黑箱中是一个纯电阻元件时,电功率可以用P=及P=I2R求,若是非纯电阻元件,欧姆定律不成立,没有这个公式.故BC错误.
D、P=UI-I2R可以求电机等输出的功率,不能用来求电功率.故D错误.
故选:A
(2015秋•临沂校级月考)如图所示,电源电动势E=3V,内阻r=3Ω,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω,则( )
正确答案
解析
解:A、变阻器的阻值R2=0时,R1消耗的功率最大,故A错误
B、由闭合电路的欧姆定律结合功率公式,根据等效内阻法,当R2=R1+r=4Ω时,变阻器消耗的功率最大,故B正确
C、根据等效内阻法,当r=R2+R1时,电源输出功率最大R2=r-R1=2Ω,故C错误
D、电源的效率η=×100%,显然当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电源的效率最大,故D正确
故选:BD
下列家用电器在正常工作时,主要利用电能转化为机械能的是( )
正确答案
解析
解:电流做功的过程,实际上就是个能量转化的过程,从电能转化成其它形式的能.
A、电视机主要是把电能转化为声能和光能,故A错误;
B、电饭锅是把电能转化为内能,故B错误;
C、微波炉是把电能转化成微波的能量,微波的能量再转化为食物的内能,故C错误;
D、电风扇是把电能转化为机械能,故D正确;
故选:D.
如图所示,直线a为电源的U-1曲线,曲线b为灯泡电阻的U-1曲线,P点是a、b两曲线的交点,c是同基线b过P的切线.用该电源和灯泡组成闭合电路,此时灯泡的电阻和电源内阻消耗的功率为( )
正确答案
解析
解:电阻R的U-I图线的斜率大小等于电阻的阻值,则电阻R的阻值为R=Ω
电源的U-I图线A的斜率大小电源的内阻,则电源的内阻为r=Ω,电源的U-I图线的纵轴截距等于电源的电动势,则E=3V.
两图线的交点表示电阻接在该电源上的工作状态,读出电压为U=2V,电流为I=0.5A,所以电源内阻消耗的功率为P=(E-U)I=0.5W
故选C
如图所示电路中,若伏特表读数为U,安培表读数为I,伏特表和安培表的内阻分别是rV和rA,则电阻R消耗的功率为( )
正确答案
解析
解:安培表读数I即为通过电阻R的电流,而电压表的读数为电阻和电流表的电压之和,所以电阻的电压UR=,所以电阻R消耗的功率P=URI=
或者电阻R消耗的功率等于总功率减去安培表消耗的功率即P=IU-I2rA,故A正确.
故选A
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