- 恒定电流
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一台电风扇的额定电压为交流220V.在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示.这段时间内电风扇的用电量为( )
正确答案
解析
解:用电量为:
W=UI1t1+UI2t2+UI3t3=U(I1t1+I2t2+I3t3)
=220V×(0.3A×10×60s+0.4A×600s+0.2A×2400s)
=1.98×105J
1KWh=3.6×106J
故W=
故选B.
两个小灯泡,分别标有“1A、4W”和“2A、1W”的字样,不考虑阻值随温度的变化,以下的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据公式P=I2R,“1A、4W”灯泡的电阻:R1=
“2A、1W”灯泡电阻:R2=
故R1:R2=16:1,故A错误;
B、串联电路的最大电流取额定电流较小值,故只能取1A,故最大功率:
P=I2(R1+R2)=,故B错误;
C、根据公式P=UI,“1A、4W”灯泡的额定电压为:U1=
“2A、1W”灯泡的电压为:
并联电路最大电压取额定电压最小值,故去V,故最大功率:
P′==
,故C错误;
D、由于串联时总功率P=4.25W,并联时总功率P′=,故P>P′,即它们串联使用时能达到最大功率比并联使用时能达到的最大功率大,故D正确;
故选:D.
一个电源分别接上8Ω和2Ω的电阻时,两电阻消耗的电功率相等,则电源内阻为______.
正确答案
4Ω
解析
解:设电源的内阻大小为r,根据闭合电路欧姆定律:I=;I′=
由题意,这两电阻消耗的电功率相等,则有:I2×8=I′2×2
即:()2•8=(
)2•2
解得:r=4Ω
故答案为:4Ω
一家用电热水器的铭牌如图所示,该电热水器额定电压的最大值为______V,正常工作1h电热丝产生的电热为______J.
正确答案
311
7.2×106
解析
解:根据电热水器的铭牌得到额定电压U为220V,额定功率P为2KW;
故额定电压的最大值为:
Um=U=220
V;
正常工作1h电热丝产生的电热为:
Q=Pt=2000×3600J=7.2×106J
故答案为:311,7.2×106.
在如图(甲)所示的电路中,电阻R1 和R2都是纯电阻,它们的伏安特性曲线分别如图(乙)中Oa、Ob所示.电源的电动势ε=7.0V,内阻忽略不计.
(1)调节滑动变阻器R3,使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等,则此时电阻R1和R2的阻值为______Ω,R3接入电路的阻值为______Ω.
(2)调节滑动变阻器R3,使R3=0,这时电阻R1的电功率P1=______W,R2的电功率P2=______W.
正确答案
解析
解:(1)R1 和R2接串联,电流相等,由U-I图象读出电流I=2.5mA,对应的电压为U=2.5V,
所以R1 和R2的电阻为:R1=R2==
=1000Ω,R1 和R2总电阻R=2000Ω,
此时R3接两端的电压U′=E-U=7-2.5×2V=2V,所以R3==
(2)当R3=0时,电阻R1和R2串联的总电压为7V,从图象可以读出R1和R2电压分别为3V和4V,电流为3.5mA;
故电阻R1的电功率P1=3V×3.5mA=0.0105W=.05×10-2W;
R2的电功率P2=4V×3.5mA=0.014W=1.4×10-2W;
故答案为:(1)1000,800;(2)1.05×10-2,1.4×10-2.
已知R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,连接成如图所示电路,则通过电阻R1和R2、R3的电流之比为I1:I2=______;I1:I3=______.电阻R1、R2、R3两端电压关系是U1:U2=______;U1:U3=______.电阻R1和R2消耗电功率之比为P1:P2=______.
正确答案
5:3
5:2
5:6
5:6
25:18
解析
解:R2=2Ω和R3=3Ω并联,根据并联的电压相同可得,电流与电阻成反比,
所以I2:I3=R3:R2=3:2,
R1的电流时R2R3电流的和,
所以I1:I2=5:3,
I1:I3=5:2
根据U=IR可得
R1、R2两端电压U1:U2=I1R1:I2R2=5:6,
R1、R3两端电压U1:U3=I1R1:I3R3=5:6,
根据P=I2R可得
电阻R1和R2消耗电功率之比为P1:P2=I12R1:I22R2=25:18.
故答案为:5:3,5:2,5:6,5:6,25:18.
如图所示,直线A为某电源的路端电压U与电流I的关系图象,直线B是电阻R的两端电压与电流I的关系图象.用该电源与电阻R组成闭合电路,电源的输出功率和电源的效率分别为( )
正确答案
解析
解:由图象A可知电源的电动势E=3V,短路电流为6A,该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为2V,电流I=2A
电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率,根据P=UI得:P=2×2W=4W,
电源的总功率为:P总=EI=3×2W=6W
所以效率为:η=×100%=
×100%=67%;
故选:D.
饮水机是一种常见的家用电器,其工作电路可简化为如图所示的电路,其中S是一温度控制开关,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态;R0是饮水机加热管的电阻,R是与加热管串联的电阻.下表是从其说明书中摘录的一些技术数据.(不考虑R0、R的电阻受温度变化的影响,表中的功率均指加热管的功率),当开关S闭合时,饮水机处于何工作状态和R0的阻值为( )
正确答案
解析
解:根据电功率公式P=知,当电源电压不变时电阻越小功率越大.
电源电压不变,当S断开时,R与R0串联;
当S闭合时,只有R0接入在电源上,电路中的电阻变小,总功率变大,因而开关S闭合时是加热状态.
则.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
如图,电动机Q的内阻为0.5Ω,当S断开时,A表读数1A,当S闭合时,A表读数3A.则:电动机的机械功率______;电动机的机械效率______.
正确答案
18W
90%
解析
解:当S断开时,电阻R==
=10Ω.当S闭合时,通过R的电流为
=1A,则通过电动机的电流为IM=I2-IR=3A-1A=2A,电动机的机械功率为P机=UIM-
=10×2-22×0.5(W)=18W;电动机的机械效率为η=
=90%.
故答案为:18W,90%.
如图1所示电路图,图2中线段A为该电源的U-I图线,线段B为电阻R1的U-I图线,且已知R2=
Ω,求:
(1)闭合S1断开S2时,电源的输出功率;
(2)闭合S1、S2时,电源的输出功率.
正确答案
解析
解:(1)闭合S1断开S2时,外电路中只有R1,由图2可知路端电压为 U=2V,电路中电流 I=2A,则电源输出功率P=U•I=4W
(2)由图2中B线与A线的交点知,R1=1Ω,由A线知:电动势 E=3V,内阻 r=0.5Ω
S1、S2都闭合时:
外电路总电阻 R==
=
Ω
由闭合电路欧姆定律知:E=I•(R+r),得I==
A=4A
电源输出功率 P=I2•R=42×W=4W
答:
(1)闭合S1断开S2时,电源的输出功率是4W;
(2)闭合S1、S2时,电源的输出功率是4W.
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,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、整个电路消耗的电功率P=EI,当可变电阻R0=0Ω时,电路中电流最大,而电源的电动势E不变,则知整个电路消耗的电功率最大.故A正确.
B、当可变电阻R0=0Ω时,电路中电流最大,根据公式P=I2R分析得知电阻R消耗的功率最大,故B错误.
C、将R看成电源的内电阻,可变电阻R0消耗的电功率即为等效电源的输出功率,根据结论:当电源的内电阻和外电阻相等的时候,电源的输出功率最大,可知当可变电阻R0=R+r=100Ω时,可变电阻R0消耗的电功率最大,故C正确.
D、电源的效率η==
,则当可变电阻R0=400Ω时,路端电压U最大,则电源的效率最大,故D正确.
故选ACD
电视机可以用遥控器关机而不用断开电源,这种功能叫做待机功能.这一功能给人们带来了方便,但很少有人注意到在待机状态下电视机仍然要消耗电能.例如小明家的一台34吋彩色电视机的待机功率大约是10W,假如他家电视机平均每天开机4h,看完电视后总是用遥控器关机而不切断电源.试估算小明家一年(365天)中因这台电视机待机浪费的电能( )
正确答案
解析
解:电视机每天待机消耗的电能为W0=Pt=0.01kW×(24h-4h)=0.2kW•h
每年消耗的电能为W=365W0=365×0.2kW•h=73kW•h=2.628×108J;
故选:A.
在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路,当调节变阻器R使电动机停止转动时,电流表和电压表测得的数据是0.5A和2.0V,重新调节R使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的读数分别是2.0A,24.0V,求:
(1)这台电动机的内阻是多少?
(2)这台电动机正常运转时的输出功率是多少?电动机的效率是多少?
正确答案
解析
解:(1)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;
(2)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=48-16=32W.
电动机的效率η==
×100%=66.7%.
答:(1)电动机线圈的电阻4Ω;
(2)这台电动机正常运转时的输出功率32W.电机的效率为66.7%.
如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图,电动机内阻为0.6Ω,R=10Ω,直流电压U=160V,电压表示数为110V.则通过电动机的电流多少?输入电动机的电功率多少?
正确答案
解析
解:电动机跟电阻串联,所以电流相等,电阻R两端的电压为:
UR=U-UV=160-110=50V
电动机的电流为:I=
电动机消耗的电功率为:
P=U电I=110×5=550W
答:通过电动机的电流为5A,输入电动机的电功率550W.
如图所示的电路中,电源的电动势E=60V,内电阻r=2Ω,R1=4Ω,R2为滑动变阻器.问:
(1)R2阻值为多大时,它消耗的功率最大?最大功率是多少?
(2)电路中R2取多大时,R1上功率最大?最大功率是多少?
(3)如果要求电源输出功率为288W,外电路电阻R2应取多少?此时电源效率为多少?
正确答案
解析
解:(1)将R1视为电源的内电阻处理,则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点,知道当R2=R1+r=6Ω时电源的输出功率最大(即外电阻R2消耗的电功率最大).
(2)当R2=0时R1消耗的功率最大.
(3)电源输出功率 P=I2R=()2•(R1+R2)=(
)2•(4+R2)=288W
解得:R2=4Ω;
则得:I=A=6A
电源的效率 η=×100%=
×100%=80%.
答:(1)R2阻值为6Ω时,它消耗的功率最大,最大功率是150W.
(2)电路中R2取0时,R1上功率最大,最大功率是400W.
(3)电源输出功率为288W,外电路电阻R2应取4Ω,此时电源效率为80%.
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