- 恒定电流
- 共18115题
如图所示,电源内电阻为r,定值电阻R0的阻值等于r,滑动变阻器R的最大阻值是5r.变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、当内电阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大,由于R0=r,故当滑动变阻器的为零的时候,电源输出功率最大,变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,外电阻减小,所以电源的输出功率在增加,故A错误.
B、变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,外电阻减小,由可知电源消耗的总功率逐渐变大,故B正确.
C、把定值电阻R0和电源看成一个整体,此时大电源的内电阻为2r,此时的滑动变阻器就相当于外电路,由于滑动变阻器的最大阻值是5r,所以此时外电阻在减小,电源的输出功率先增大后减小,即滑动变阻器消耗的功率先增大后减小,故C正确.
D、由可知外电阻减小,总电流增大,P=I2r可得电源内部消耗的功率变大,故D正确.
故选:BCD
如图所示的U~I图线中,Ⅰ是电源的路端电压随电流变化的图线,Ⅱ是某电阻两端的电压随电流变化的图线,当该电源向该电阻供电时,电阻上消耗的功率和电源的效率分别为( )
正确答案
解析
解:由图象可知,电阻的阻值的大小为:R==
Ω=1Ω,电源的电动势的大小为3V,
直线I的斜率表示电源的内阻的大小,所以有:r=Ω=
Ω,
电阻上消耗的功率为:PR=I2R=•R=
×1=4W,
电源的效率为:η==
=
=
×100%=66.7%,故A、B、C错误;D正确.
故选D.
一交流电路如图甲所示,电阻R=10Ω.交流电源输出的电压u随时间t变化的图线如图乙所示,闭合开关S后( )
正确答案
解析
解:A、电流表的示数为电流的有效值,所以电流表的示数为I==
A=1A,所以A错误;
B、电阻R消耗的电功率P=I2R=12×10W=10W,所以B错误;
C、由图象可知,交流电的周期为2×10-2s,所以电路中电流的频率为f==50Hz,所以C错误;
D、电路中电压瞬时值的表达式为e=10sin100πtV,电阻的大小为10Ω,所以电流瞬时值的表达式为i=
sin100πtA,所以D正确.
故选:D.
电压瞬时值u=311sin100πt(V)的交变电流加在标有“220V,100W”的白炽灯泡上,用电流表测出的电流是______A,经过______个周期电流做功为10J.
正确答案
0.45
5
解析
解:初级所加交流电压为u=311sin314t V,故输入电压的最大值为311V,电压的有效值为:
U==220V,所以灯泡正常发光,电流强度I=
,
根据W=Pt得:
t=,
周期T=,则n=
故答案为:0.45,5
小明有“110V,25W”和“110V,60W”的灯泡各一只,可是家用的电源电压是220V.采用如下图所示的连接方式接入220V的电源上,两灯均能正常发光且最省电的方案是( )
正确答案
解析
解:根据公式P=可知,“110V,25W”的灯泡的电阻RA=484Ω,“110V,60W”灯泡的电阻RB=201.7Ω.
A、图是灯泡A和灯泡B并联后又与电阻R串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与灯泡B并联后和电阻R的阻值相等;由公式 得灯泡A和灯泡B并联后的电阻R≈142.4Ω,故A图的总电阻为R总=2R=2×142.4Ω=284.8Ω;
B、图是灯泡A、灯泡B和电阻串联,然后接到220V的电源上,根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压都小于110V,所以不能正常工作,故B不正确;
C、图是灯泡B和电阻R并联后又和灯泡A串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡B与电阻R并联后和灯泡A的电阻相等;但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中灯泡A和灯泡B也不能正常工作,故C不正确;
D、图是灯泡A和电阻R并联后又和灯泡B串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与电阻R并联后和灯泡B的电阻相等;串联电路,电阻越串越大;可以使灯泡A和灯泡B正常工作;所以R总=2RB=2×201.7Ω=403.4Ω.
根据公式P=可知,电路电阻越大.消耗的功率就越小,比较A图和D图,都能使灯正常发光,但是D图的总电阻大,消耗的功率最小,是最佳方案.
故选:D.
关于电功和电热.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、纯电阻电路,外电路电流做的功等于电热,非纯电阻电路,外电路电流做的功大于电热,故AB错误,C正确;
D、当外电路有电动机、电解槽的情况下电流做的功有一部分转化为机械能、化学能,因此,电功大于电热,故D正确.
故选CD
在如图所示电路中,电源电动势为12V,电源内阻为l.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,已知电动机两端的电压为7V,则以下判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、电流表示数I==
A=2.5A.故A错误.
B、电动机的输入功率为PM=UMI=7×2.5W=17.5W.
发热的功率为P热=I2RM=2.52×0.5W=3.125W,
所以电动机的输出功率为P出=17.5-3.125=14.375W,故B错误.
C、电源的效率为η==
=
=79.1%.故C错误.
D、电动机的效率为η==
=
=82.1%.故D正确.
故选ABD
当前,多种代用燃料汽车为主要内容的“绿色汽车”工程在全球范围内展开:
(1)有一电动汽车,电动机工作时的部分电路图如图所示,当电动机正常工作时,电流表、电压表的示数分别是20A和110V,电动机的输出功率为2kw.求电动机的线圈电阻.
(2)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制太阳能汽车.汽车上的太阳能电池接受太阳光能的面板面积为S=8m2,正对太阳时能产生U=120V的电压,并对车上的电动机提供I=10A的电流,用此做电源开动第(1)问中电动汽车,太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率P0=1Kw/m2,已知电动机的效率η=80%,在水平路面行驶时车受到的阻力f=150N.那么,这辆实验车在该路面上行驶的最大速率为多少?它所用的太阳能电池板的效率为多大?
正确答案
解析
解:
(1)根据能量转化和守恒定律得
UI=P出+I2r
得到r=
代入解得 r=0.5Ω
(2)由题,电动机的效率为η=80%,当实验车在水平路面上匀速行驶时,速度最大,此时牵引力等于阻力,则有
UIη=Fvm,又f=F
综合得到vm=6.4m/s
所用的太阳能电池板的效率为η′=×100%=15%
答:
(1)电动机的线圈电阻是0.5Ω.
(2)这辆实验车在该路面上行驶的最大速率为6.4m/s,它所用的太阳能电池板的效率为15%.
下列电器中不是利用电流热效应的是( )
正确答案
解析
解:电水壶、电饭锅、保险丝、电熨斗都是利用电流热效应原理;而电冰箱、电风扇不是利用电流的热效应.
故选:A
下列关于电功率P电=UI和电热功率P热=I2R的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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A错误,B正确.
C、P=IU适用于任何电路计算电功率,C正确.
D、非纯电阻电路中,电热功率P热=I2R,D错误.
故选:BC
如图所示电路中,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω.D为直流电动机,其电枢线圈电阻R=2Ω,限流电阻R′=3Ω.当电动机正常工作时,电压表示数为0.3V.求:
(1)通过电动机的电流是多大?
(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率各是多少?
正确答案
解析
解:(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R′的电流相同,由I=得:
I==
=0.1 A
(2)由E=Ir+U+UD可得电动机两端电压:
UD=E-Ir-U=6 V-0.1×1 V-0.3 V=5.6 V
所以电动机输入的电功率:
P入=UDI=0.56 W
电动机的发热功率:
P热=I2R=0.02 W
答:(1)通过电动机的电流是0.1A;
(2)电动机输入的电功率为0.56W、转变为热量的功率为0.02W.
某同学设计了如图(a)所示电路研究电源输出功率变化情况.电源E电动势、内电阻恒定,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻,A、V为理想电表.
(1)若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小,则R1和R2大小的关系是______.
(2)若R1=6Ω,R2=12Ω,电源内电阻r=6Ω,当滑动片P由a滑至b时,电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图(b)所示(Ra与Rb分别代表划片P在a端与b端时对应的电路的外电阻值),则R3的阻值应该选择______
A.2Ω B.4Ω C.6Ω D.8Ω
正确答案
R1≤R2
B
解析
解:(1)A示数I=,欲使滑动片P由a滑至b时A示数一直变小,须使R并一直变大,因为两电阻之和一定时,当二者相等时并联电阻最大,所以要求R1≤R2.
(2)从图b知,当R外=6Ω时,电源E的输出功率P最大,即电源内阻为6Ω,而R1和R2部分的电阻变化范围是0~4Ω,因此R3的阻值必须大于2Ω小于6Ω.所以A、C、D错误,只能选B.
故答案为:(1)R1≤R2;(2)B
如图所示,要使电阻R1消耗的功率最大,应该把电阻R2的阻值调节到( )
正确答案
解析
解:由题,电阻R1是定值电阻,电阻保持不变,根据功率公式P=I2R分析得知,当I最大时,R1消耗的功率最大.由闭合电路欧姆定律得到,此时R2=0.
故选:D
如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机线圈的电阻R0=0.5Ω,当电键S断开时,电阻R1的电功率是525W,当S闭合时,电阻R1的电功率是336W,求:
(1)电源的内阻;
(2)当S闭合时流过电源的电流和电动机消耗的功率.
正确答案
解析
解:(1)S断开时,设通过电源的电流为I,则,
对R1有:
所以有:I==5A
对闭合回路:E=I(R1+r)
所以有:r==1Ω
(2)S闭合时,设通过R1的电流为I1,则
对R1有:
所以有:I1==4A
R1两端电压为:U=I1R1=21×4=84V
对闭合回路,设通过电源的电流为I‘,则有:E=U+I'r
所以有:I'=26A
所以电动机中的电流为:I2=I'-I1=26-4=22A
则电动机消耗的功率为:P=UI2-I2R0=1606W
答:(1)电源的内阻为1Ω;
(2)当S闭合时流过电源的电流为22A,电动机消耗的功率为1606W.
如图所示的电路,a、b、c为三个相同的灯泡,其电阻大于电源内阻,当变阻器R的滑动触头P向上移动时,下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B、当变阻器的滑动触头P向上移动时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,总电流I增大,a灯变亮.a灯和电源的内电压都增大,则并联部分电压减小,c灯变暗.由于总电流增大,而通过c灯的电流减小,可知通过b灯的电流增大,b灯变亮.故A错误,B正确.
C、由题意,a、b、c三个灯泡的电阻都大于电源内阻,根据推论:外电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,则知,当变阻器的滑动触头P向上移动时,外电路总电阻减小,电源输出的电功率增大.故C错误.
D、电源的供电效率η==
.外电阻减小,路端电压U减小,则电源的供电效率降低.故D错误.
故选:B
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