- 恒定电流
- 共18115题
在如图所示的电路中,电池的电动势E=5V,内电阻r=10Ω,固定电阻R=90Ω,R0是可变电阻,在R0由零增加到400Ω的过程中,求:
(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率;
(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和.
正确答案
解析
解:(1)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R和电源看做一个整体时,即把电源的内阻看做R+r,
当R0=R+r时,即R0=100Ω时,电源的输出功率最大,即R0上获得最大功率,
此时电路中电流为:I==
=0.025A
R0上消耗的最大热功率为:P=I2R0=0.0252×100W=0.0625W
(2)当R0=400Ω的时候,电路中电流最小,则电池的内电阻r和电阻R上消耗的热功率之和最小,
此时电路中电流为:Imin==
=0.01
则内电阻r和电阻R上消耗的热功率之和最小值为:Pmin=Imin2(R+r)=0.012×100=0.01W
答:(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件是R为100Ω,最大热功率是0.0625W;
(2)电池的内电阻r和电阻R上消耗的热功率之和的最小值是0.01W.
如图所示,M为一内阻为1.0Ω的电动机,电源电压U恒为30V,电阻R=5.0Ω.电动机正常工作时,电压表(内阻很大)的示数为20V.求:
(1)电流表的示数?
(2)每秒钟电动机消耗多少电能?
(3)每秒钟有多少电能转化为机械能?
(4)若由于某种原因,电动机被卡住不转,电流表读数?
正确答案
解析
解:(1)电路的总电压为30V,电压表的示数为20V,所以电阻上的电压的大小为10V,电路中的电流为:
I==
A=2A;
(2)电动机的功率为:
P=U电动机I=20×2W=40W,
所以每秒钟电动机消耗的电能为40J.
(3)电动机的热功率为:
P热=I2r=22×1W=4W,
转化为机械能的功为:
P出=P-P热=UI-I2R0=40-4=36W
每秒钟转化的机械能为:P出t=36J,
(4)当电动机被卡住不转时,是纯电阻电路,此时的电流为:A=5A.
答:(1)电流表的示数为2A;
(2)每秒钟电动机消耗40J电能;
(3)每秒钟有36J电能转化为机械能;
(4)若由于某种原因,电动机被卡住不转,电流表读数为5A.
一台电动机输出功率是80kW,这表明这台电动机正常工作时( )
正确答案
解析
解:A、电动机输出功率是80kW,由于是非纯电阻电路,则总功率大于80kW,每秒钟消耗电能大于80kJ,故A错误;
B、电动机输出功率是80kW,由公式W=Pt,每秒钟对外做功80kJ,也就是80000J,故B正确,C错误,D正确;
故选:BD.
为了使电炉消耗的功率减小到原来的一半,应( )
正确答案
解析
解:A、根据发热功率,当电流减半时,发热功率减小为
;电炉是纯电阻电路,电功率等于发热功率,故A错误;
B、根据欧姆定律,电压减小为一半,电流减小为一半;根据电功率表达式P=UI,电功率减小为
,故B错误;
C、电炉的电阻减半而电压不变,根据欧姆定律,电流增加为2倍;根据电功率表达式P=UI,电功率增加为2倍,故C错误;
D、不改变电压使电炉的电阻加倍,根据欧姆定律,电流减小为
;根据电功率表达式P=UI,电功率减小为
,故D正确;
故选:D.
一个直流电动机所加电压为U,电流为 I,线圈内阻为 R,当它工作时,下述说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、电动机的输出功率P出=P-P热=UI-I2R.故A正确,C错误.
B、电动机的发热功率,根据焦耳定律,P热=I2R.故B正确.
D、电动机为非纯电阻电路,故电动机的功率只能由P=UI求得,而P=只能求出电阻的输入功率,故D错误.
因选错误的,故选:CD
如图所示,一个阻值为400电阻与二极管串联.二极管正向导通时,电阻忽略不计;加反向电压时,认为电阻为无穷大.若a、b间接入电压有效值为220V的正弦式交变电流,那么电阻R两端的电压最大值约为______V.电阻R的功率约为______W.(结果均保留三位有效数字)
正确答案
311
60.5
解析
解:电压有效值为220V的正弦式交变电流,其最大电压为:Um=U=220
V=311V;
晶体二极管具有单向导电性,故在一个交流周期内,仅有一半时间导电,故电功率为:
P==
=
W=60.5W;
故答案为:311,60.5.
2009年国庆的群众游行队伍中有不少电动彩车(见图).假设某辆电动彩车(包括所载的人和物)总质量m=8×103kg,它匀速通过天安门前x=500m的检阅区域用时t=250s,此过程中,驱动电机的输入电流I=10A,输入电压U=360V,彩车所受阻力为车重的0.02倍.若彩车内部只考虑驱动电机内阻发热损耗的能量,g取10m/s2,则在彩车通过检阅区域的过程中,求:
(1)彩车的速度大小;
(2)彩车驱动电机的输入功率;
(3)牵引彩车前进的机械功率;
(4)彩车驱动电机的内阻.
正确答案
解析
解:(1)彩车的速度v=
(2)输入功率P入=UI=360×10=3600W
(3)彩车行驶时受到的阻力f=0.02mg=0.02×8×103×10=1.6×103N
彩车匀速行驶时,牵引力F=f,
则牵引彩车前进的机械功率P机=Fv=1.6×103×2=3.2×103W
(4)设驱动电机的内阻为r,由能量守恒定律得:
P入t=P机t+I2rt
解得:r=4Ω
答:(1)彩车的速度大小为2m/s;
(2)彩车驱动电机的输入功率为3600W;
(3)牵引彩车前进的机械功率为3.2×103W;
(4)彩车驱动电机的内阻为4Ω.
为促进合理用电,节约用电,居民生活用电实行阶梯电价,按照用户消费电量分段来定价如表:
某工厂有4台额定电压为220V的纯电阻设备,每台设备的电阻为50Ω,接到输出电压如图所示的交流电源上(311V≈220V),用电器每天工作8小时,则为该4台设备一个月(30天)缴纳的电费大约为( )
正确答案
解析
解:4台设备一个月的用电量Q=W=n•t=4×
=929.28kW•h
对照用户消费电量分段定价表,可知处于第三档,
则为该4台设备一个月(30天)缴纳的电费为350×0.588+(929.28-350)×(0.588+0.30)=205.8+514.4=720.2元
故选:B
在用直流电动机提升重物的装置中,重物的重力G=500N,电源的恒定输出电压为110V,当电动机向上以v=0.9m/s的恒定速度提升重物时,电路中的电流强度I=5.0A,若不计各处摩擦,则下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电源的恒定输出电压为110V,电路中的电流强度I=5.0A,故电动机的总功率:
P=UI=110V×5A=550W;故A正确;
C、重物的重力G=500N,电动机向上以v=0.90m/s的恒定速度提升重物,故拉力为500N,电动机的输出功率:
P出=Fv=500×0.9=450W;
即提升重物损耗的功率为450W,故C错误;
B、D、根据能量守恒定律,有:
I2R=P-P出
代入数据,有:
25R=550-450
故R=4Ω,故B错误,D正确;
本题选错误的,故选:BC.
用电器的标牌在电功率、电压、电流、电阻四个物理量中只标出两个,请你根据下列用电器的标牌计算出另外两个物理量.
(1)手电筒灯泡3V、0.3A.
(2)滑动变阻器10Ω、2A.
正确答案
解析
解:(1)根据公式:P=UI=0.9W
根据欧姆定律:=10Ω
(2)根据欧姆定律:U=IR=10×2V=20V
电功率:P=I2R=22×10W=40W
答:(1)手电筒灯泡3V、0.3A,其功率是0.9E,电阻是10欧姆.
(2)滑动变阻器10Ω、2A的功率是40W,额定电压是20V.
如图是网络上热卖的一种USB节能灯,这种节能灯的直流电压为5V,功率为5W.则这种节能灯正常工作时的电流是( )
正确答案
解析
解:由P=UI可得:工作电流I==
=1A;
故选:A.
甲、乙两根粗细相同的不同导线,电阻率之比为1:2,长度之比为4:1,那么两根导线加相同的电压时,其电功率之比P甲:P乙=______;如果通过两根导线的电流强度相同,则其电功率之比P甲:P乙=______.
正确答案
1:2
2:1
解析
解:甲、乙两根粗细相同的不同导线,电阻率之比为1:2,长度之比为4:1,根据电阻的公式,电阻之比为2:1,根据P=
,当两根导线加相同的电压时,其电功率之比P甲:P乙=1:2.根据P=I2R,当通过两根导线的电流强度相同,其电功率之比P甲:P乙=2:1.
故本题答案为:1:2,2:1.
图中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω.通电后( )
正确答案
解析
解:A、设通过R3的电流I3=I,由并联电路的特点可知,,可得通过电阻R2的电流I2=2I
所以通过电阻R1的电流I1=I2+I3=3I,故I1:I3=3:1;故A错误;
B、由U=IR可知,=
=
,故B错误;
C、D、由P=I2R,可知,P1:P2:P3=(9I2×4):(4I2×9):(I2×18)=2:2:1,故C错误,D正确
故选:D
如图所示,为四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用白炽灯泡相同,且都是“220V,40W”,当灯泡所消耗的功率都调于20W时,哪种台灯消耗的功率最小( )
正确答案
解析
解:从该题题干的问法上可以看出,该题是正确选项为唯一选项的单选题.台灯的消耗功率包含灯泡和其他辅助器件的总功率.由A、B、C、D四选项分析可知:C中理想变压器功率损耗为零,电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 W.而其他选项中,不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法,滑动变阻器上总有功率损耗,台灯的消耗功率都大于20 W.
故选:C.
如图所示,甲、乙两电路中电源完全相同,外电阻R1>R2,两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A.甲、乙两电路中电源完全相同,即电动势E与内电阻r相同,电阻R1>R2,根据闭合电路欧姆定律I=,得出I1<I2,
再比较I12rt1与I22rt2,而I1t1=I2t2,可知电源内部产生电热较多的是乙电路.故A错误.
B.由公式W=qE,可知,两电源做功相等,整个电路产生的电热相等,而甲电源内部产生的电热小于乙电源内部产生的电热,所以甲图外电路产生的电热大于乙图外电路.而外电路产生的电热就是电阻R上产生的电热.故B错误.
C.由公式W=qE,可知,通过的电量q和电动势E都相同,所以两电源做功相等.故C错误;
D、电源的效率η=,而路端电压随外电阻的增大而增大,则甲图路端电压大,效率高,故D正确.
故选:D.
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