- 恒定电流
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如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象,直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象,直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象,将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么( )
正确答案
解析
解:
A、电源的效率η=.由图看出,电阻R接在电源a上时电路中电流为0.5I,短路电流为I,根据闭合电路欧姆定律I=
得到,R=r,a电源的效率为50%.由图看出,电阻R接在电源b上时
>50%,则电源b的效率大于50%.故A错误.
B、电源的图线与电阻R的U-I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态,由图读出电阻R接在电源a的电压和电流较大,电源a的输出功率较大.故B错误.
C、D由分析可知,R接到a电源上,电源的输出功率较大,电源效率较低.故C正确,D错误.
故选:C
如图所示,电阻R1=20Ω,电动机线圈电阻R2=10Ω.当开关S断开时,电流表的示数为0.5A;当开关S闭合后,电动机转起来,电路两端电压不变.电流表显示的电流I应是( )
正确答案
解析
解:当电键S断开时,由欧姆定律得,U=I1R1=0.5×20V=10V.
当电键S闭合后,电压U不变,通过R1的电流仍为0.5A,电动机的电流I2<=
A,故电流表的电流I<1.5A,故C正确,ABD错误.
故选:C
如图,电源的电动势为12V,内阻为1Ω,R1=1Ω,R2=6Ω,电动机的线圈电阻为0.5Ω.开关闭合后通过电源的电流为3A,电动机输出功率______.
正确答案
10W
解析
解:R1两端电压:U1=IR1=3×1V=3V
U内=Ir=3×1=3V
R2两端电压:U2=E-U1-U内=(12-6)V=6V
通过R2的电流:I2==
=1A
通过电动机的电流:IM=I-I2=(3-1)A=2A,UM=U2=6V
电动机消耗的电功率为:PM=IMUM=2×6W=12W
电动机线圈发热损耗的热功率Pr=Ir=22×0.5=2W
电动机输出功率P出=PM-Pr=12-2=10W
故答案为:10W
在电压为220V的直流电路中只接一只用电器,用电器每耗电1KWh,通过用电器的电荷量为______;如用电器每分钟耗电0.02KWh,则用电器的功率为______W,电路中的工作电流为______.
正确答案
1.6×105c
1200
5.5A
解析
解:用电器耗电W=1kwh=1×1000×3600=3.6×106J;
则W=UIt=Uq可知:
q==
=1.6×105c;
由P=可得:
P==1.2Kw;
由P=UI可得:
I==
=5.5A;
故答案为:1.6×105c;1200;5.5A.
关于电功、电功率、电热、热功率、焦耳定律的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电功率越大,电流做功越快,但是电路中产生的焦耳热不一定多,产生的焦耳热还与时间的长短有关,所以A错误;
B、计算电功时,用W=UIt适用于任何电路,而用W=I2Rt=只适用于纯电阻的电路,所以B正确;
C、电动机总电功率为UI,发热功率为I2R,电动机还要对外做功,所以总功率的大小一定大于发热功率为I2R,所以C错误;
D、公式UIt适用于任何电路,但是公式I2Rt=只适用于纯电阻电路,所以D错误.
故选B.
在如图所示的电路中,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.求:
(1)电动机产生的热功率;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机的输出机械功率.
正确答案
解析
解:(1)电动机的发热功率为P热=I2R=22×0.5=2W,
(2)电源的输出的功率为P输出=EI-I2r=12×2-22×1=20W
(3)电路中电流表的示数为2.0A,所以电动机的电压为U=E-U内-UR0=12-Ir-IR0=12-2×1-2×1.5=7V,
则电动机的总功率为P总=UI=7×2=14W,所以电动机的输出功率为P出=P总-P热=14 W-2W=12W,
答:(1)电动机产生的热功率为2W;(2)电源的输出功率为20W;(3)电动机的输出机械功率为12W.
一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA,若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是______V,电阻器消耗的电功率是______W,这时电路的效率为______.
正确答案
0.4
8×10-3
50%
解析
解:电源没有接入外电路时,路端电压值等于电动势,则电动势E=800mV
由闭合电路欧姆定律得短路电流
I短=
则电源内阻r==20Ω
该电源与20Ω的电阻连成闭合电路时,电路中电流
I=A=0.02A
故路端电压U=IR=0.4V,
电阻器消耗的电功率P=I2R=8×10-3W
电路的效率为η==50%
故答案为:0.4;8×10-3W;50%
微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,当加在它两端的电压为0.3V时,电流为0.3A,此时电动机不转动;当加在它两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,且它能够正常工作,试分析当电动机正常工作时消耗的电功率及输出的机械功率.
正确答案
解析
解:当电机不转时,由欧姆定律得,电机的电阻为:
R==
=1Ω
当电机正常工作时,
电机总功率为:P总=UI=2×0.8=1.6W
电机输出的机械功率为:
P出=UI-I2R=2×0.8-0.82×1=0.96W
答:当电动机正常工作时消耗的电功率为1.6W,输出的机械功率为0.96W.
一台直流电动机线圈电阻r=1Ω,与一阻值R=10Ω的电阻串联,当所加电压U=150V,电动机正常工作时理想电压表示数为100V,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机消耗的电功率;
(3)电动机输出的机械功率.
正确答案
解析
解:(1)对电阻R,根据欧姆定律得
I==
A=5A
电动机与电阻R串联,则通过电动机的电流为5A.
(2)电动机消耗的电功率是P入=UMI=100×5W=500W
(2)电动机的发热功率PT=I2r=52×1W=25W,
根据能量转化和守恒定律得
电动机输出的机械功率P机=P入-PT=500W-25W=475W
答:(1)通过电动机的电流为5A;(2)输入到电动机的功率P入是500W;(3)电动机输出的机械功率475W.
如图所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1,R2,R3消耗的电功率一样大,电阻之比R1:R2:R3是( )
正确答案
解析
解:R2、R3电压相等,根据P=得,功率相等,则R2=R3.通过电阻R1的电流是R2电流的2倍,根据P=I2R得,功率相等,则
.所以电阻之比R1:R2:R3=1:4:4.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
如图所示的电路中,三个电阻的阻值均为6欧,电压U恒为18伏,求
(1)电流表和电压表的示数;
(2)将电压表和电流表的位置互换,电流表和电压表的示数.
正确答案
解析
解:(1)由于电压表视为开路,而电流表视为短路;故电路结构为两电阻R并联后与一个R串联;
总电阻为+6=9Ω;
总电流I==2A;
电压表示数为:U=IR=2×6=12V;
电流表示数为:I′==1A;
(2)两表互换位置后,电路变成两电阻串联后再与一个R并联;
总电阻为:=4Ω;
总电流I==4.5A;
流过R的电流I″==3A;
流过2R的电流为:I2=4.5-4=1.5A;
电压表示数为:U2=I2R=1.5×6=9V;
答:(1)电流表和电压表的示数分别为1A和12V;
(2)将电压表和电流表的位置互换,电流表和电压表的示数为3A和9V.
有一款绿色环保电冰箱的产品规格见表格
该电冰箱每次压缩机运转制冷时间为6min,在不打开冰箱门的情况下制冷时间的间隔是均匀相等的,由此推断电冰箱每小时完整制冷的次数是______ 次.
正确答案
3
解析
解:由数据表格:输入功率为118w,24小时耗电量0.89kwh,设每个小时工作时间为t,有
0.118×24×t=0.89KWh
解得:t=0.314h≈18.8min
电冰箱每次压缩机运转制冷时间为6min,故每小时大约运行3次;
故答案为:3.
关于三个公式①P=IU,②P=I2R,③P=,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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.故A错误.
B、P=I2R由焦耳定律推导出来看,适用于任何电路计算热功率;故B正确.
C、P=IU和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C错误.
D、由上分析可知,D错误.
故选:B.
直流电动机额定电压为U=110V,当电动机吊着质量为m1=50kg的重物匀速上升时,电流为I1=5A,重物上升速度大小为v1=0.9m/s,取g=10m/s2,求:
(1)此电动机的线圈电阻;
(2)若所吊重物质量为m2=100kg,则重物匀速上升时所需安培力必须是前面的2倍,求重物m2匀速上升的速度v2.
正确答案
解析
解:(1)由能量守恒定律可得:
P电=P热+P出
即:I1U=I12R+m1gv1
解得:R=4Ω;
(2)安培力变为原来的2倍,则电流I2变为I1的2倍,即I2=2I1=2×5=10A
由能量守恒定律可知:
I2U=I22R+m2gv2
解得:v2=0.7m/s;
答:(1)线圈电阻为4Ω;(2)重物上升的速度为0.7m/s.
如图所示,电源电动势为12V,内阻为1Ω,R1=1Ω,R2=6Ω,电动机线圈电阻为0.5Ω.若开关闭合后通过电源的电流为3A.求:
(1)R1消耗的电功率为多少?
(2)电动机消耗的电功率为多少?
(3)电动机线圈发热损耗的热功率为多少?
正确答案
解析
解:
(1)R1消耗的电功率为:P1=I2R1=32×1W=9W
(2)R1两端电压:U1=IR1=3×1V=3V
R2两端电压:U2=E-U1=(12-3)V=9V
通过R2的电流:
通过电动机的电流:IM=I-I2=(3-1.5)A=1.5A,UM=U2=9V
电动机消耗的电功率为:PM=IMUM=1.5×9W=13.5W
(3)电动机线圈发热损耗的热功率=1.125W
答:(1)R1消耗的电功率为9W;
(2)电动机消耗的电功率为13.5W;
(3)电动机线圈发热损耗的热功率为1.25W.
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