- 恒定电流
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用U1和U2的两种电压通过相同长度和材料的导线输电,若输送的电功率相等,在输电线上损失的电功率也相等,在两种情况下输电线截面积之比S1:S2为______.
正确答案
U22:U12
解析
解:根据P=UI得,输送电流之比等于输电电压之比,则.
根据P=I2R得,输电线上的电阻R=,则电阻之比
=
,
由知,导线长度和材料也相同,
.
故答案为:U22:U12
理想变压器原、副线圈的电流为I1、I2,电压为U1、U2,功率为P1、P2,关于它们的关系,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、C、电流比与匝数比成反比,输入功率等于输出功率,所以I1由I2决定,P1由P2决定,故A错误,C正确;
B、D、U1由输入电压决定,与负载电阻无关;根据变压比公式,U2由U1和匝数比决定,故B错误,D错误;
故选:C.
有两个小灯泡L1和L2分别标有“6V 6W”和“12V 6W”字样,若把它们串连后接入电路,那么该电路允许消耗的最大电功率为多少?(灯泡电阻恒定)
正确答案
解析
解:灯泡L1标有“6V 6W”,故额定电流为:I1=;
电阻为:R1=;
灯泡L2标有“12V 6W”,故额定电流为:I2=;
电阻为:R2=;
把它们串联后接入电路,电流相等,最大电流为I=0.5A,故两灯允许消耗的最大电功率为:
P=I2(R1+R2)=0.52×(6+24)=7.5W
答:该电路允许消耗的最大电功率为7.5W.
某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标内,如图所示,则电源内阻r=______Ω,当电流为1.5A时,外电路的电阻R=______Ω.
正确答案
4
解析
解:根据直流电源的总功率PE=EI,内部的发热功率Pr=I2r,输出功率PR=EI-I2r,E==8V.内部的发热功率Pr=I2r,内阻为r=
=4Ω,当电流为1.5A时,由图读出电源的功率PE=12W.由PE=
=
故答案为:4
如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容.根据表中的信息,可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为( )
正确答案
解析
解:由铭牌读出电热水壶额定功率为 P=90W,额定电压为 U=220V;
由P=UI,得,通过电热水壶额定电流为:I==
A≈4.1
故选:B.
有三盏白炽灯L1、L2、L3,规格分别为“110V,100W”、“110V,60W”、“110V,25W”,准备接在电压为220V、内阻不计的电源上,今给一个阻值可任意选取的电阻R,请设计一个电路,使三盏灯都能正常发光,且最省电.
(1)画出这个电路图,并标出灯的编号;
(2)接入电路的电阻R的阻值为______Ω;它在电路中消耗的电功率为______W.
正确答案
解析
解:为使每盏灯都能正常发光,电压均为110V,应将两个电阻较大的电灯“110V 60W”、“110V 25W”与电阻器并联,再与“110V 100W”串连接在220V直流电源上,则并联部分的总功率等于100W,电阻R的额定功率为P=100W-60W-25W=15W,
则R=Ω=807Ω
电路连接如右图所示.
故答案为:(1)电路连接如右图所示;(2)807,15.
如图所示的电路中,电源电动势为E=12V,内电阻为,r=1欧,R1=1欧,R2=6欧,电动机线圈电阻为RM=0.5欧.若开关闭合后通过电源的电流为3A,试求:
(1)R1上消耗的电功率;
(2)电动机的输出功率.
正确答案
解析
解:(1)R1上消耗的功率:P1=I2R1=9×1 W=9W
(2)电动机两端的电压:U=E-I(R1+r)=12-3×(1+1)=6V
通过R2的电流为:I1==
A=1A
通过电动机的电流为:I2=I-I1=2A
故电动机消耗的电功率为:P2=I2U=2×6 W=12W;
输出功率为:P出=P2-I22r=12-2=10W;
答:(1)R1上消耗的电功率为9W;
(2)电动机的输出功率为10W.
市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇.某物理研究性学习小组想电风扇正常运行时的机械功率.于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U,但是其他字迹不清楚.该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池,并从电风扇装电池处的正、负两极各接出一条引线.提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒.
(1)该小组进行了如下的部分实验步骤,请写出第三步实验过程:
A、按事先设计的电路连接各元件,并使滑片处于使电路电阻最大处;
B、合上开关,使滑片从最左端开始缓慢移动,使电压表和电流表都有明显读数,但电风扇并未转动,读出此时的电压表和电流表读数U0、I0;
C、______;
D、用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为______.
(2)按上述实验过程,本实验的电路图应选择______(填“甲”或“乙”).
(3)如果你家买了台电风扇,接上电源后,启动风扇开关,风扇电动机不运转,你能分析一下原因吗?至少写出两种原因,并说明检测方法.
正确答案
解析
解:(1)C、调节滑动变阻器,使风扇正常工作,读出电压表读数U和电流表读数I.
因为电风扇未转动时,电压表和电流表读数U0、I0,根据欧姆定律得,电风扇的内阻,电动机的输入功率为UI,则电动机正常工作时的机械功率P=UI-
.
(2)由题意可知,实验中应使电动机两端的电压应达到额定电压,而实验中的风扇是采用两节干电池供电,故采用两节干电池供电时,电压稍大于额定电压,故采用限流接法无法保证达到额定电压,故应采用分压接法,故应选用甲图接法;
(3)启动风扇,电动机不运转,可能是风扇启动开关出现故障,或是风扇电动机烧坏.可以用多用电表的电阻挡测量电动机的电阻.
故答案为:(1)调节滑动变阻器,使风扇正常工作,读出电压表读数U和电流表读数I,P=IU-I2.
(2)甲.
(3)启动风扇,电动机不运转,可能是风扇启动开关出现故障,或是风扇电动机烧坏.可以用多用电表的电阻挡测量电动机的电阻.
研究电动机的特性时,将电动机接成如图所示电路.电源电动势E=20V,内阻r=lΩ,当接入固定电阻R=4Ω时,电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻RD=0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求:
(1)电路中的电流大小;
(2)电动机的额定电压;
(3)电动机的输出功率.
正确答案
解析
解:(1)因为灯泡L正常工作,故有:I==
=2A
(2)电动机两端的电压为:UM=E-I(r+R)-UL=20-2×(1+4)-3=7(V)
电动机的总功率为:PM=UMI=7×2=14(W)
(3)P出=PM-I2r=14-4×0.5=12W
答:(1)电路中的电流强度为2A;
(2)电动机的总功率为14W;
(3)电动机的机械功率为12W.
如图所示电路,当S闭合后两灯均不亮,已知两灯、电源、电键及电键到电源负极间的导线都完好,其余三条导线中有一条发生断路.若某同学使用多用电表来检查断线部分,他用多用表的红表棒与a点相连接,把黑表棒分别先后与b点、c点相连,则以下能检测出断线部分的方法有( )
正确答案
解析
解:A、电路中发生断路,断路处元件两端的电压等于电源的电动势,故S闭合时,多用表应用10V量程的电压表,故A正确.
B、S闭合时,若ab完好,电流表接在ab间,没有读数,若此处电路有断路,电流表串联在电路,应有读数,所以用电流表不能判断断路故障在何处,故B错误.
C、S断开时,多用表用R×1量程的欧姆表测量各段电阻,可判断出故障所在的位置.故C正确.
D、由上知D错误.
故选:AC
电动势为2V的电源向外供电,已知它在1min时间内移动了120C的电荷量,则:
(1)这个回路中的电流是多大?
(2)电源做了多少功?将什么能转化为什么能?
(3)非静电力做功的功率是多大?
正确答案
解析
解:(1)根据I=得:I=
=2A;
(2)电源做功,即电源产生电能:Q=UIt=2×2×60=240J;
将其他形式能转化为电能;
(3)非静电力做功为:
W=Eq=EIt=2×2×60=240J;
则P==
=4W
答:(1)这个回路中的电流是2A;
(2)电源做了240J的功,将其他形式能转化为电能;
(3)非静电力做的功率是4W.
如图,a为电源的U-I图线,b为电阻R的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率为______,电源的效率为______,电源内阻消耗的功率为______,外电阻和内阻之比为______.
正确答案
4W
67%
2W
2:1
解析
解:由b图线得到,电阻R==
Ω=1Ω,由a图线得到,电源的电动势为E=3V,短路电流为I短=6A,内阻为r=
=
Ω=0.5Ω,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电路中电流为I=
=2A,路端电压为U=E-Ir=2V,则电源的输出功率为P=UI=4W,电源的效率为η=
=
×100%≈67%;
电源内电阻消耗的功率为:P内=I2r=22×0.5W=2W;
外电阻和内阻之比为R:r=1:0.5=2:1;
故答案为:4W,67%,2W,2:1
如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成.当调节开关S1、S2的通断,可使电动机驱动风叶旋转,将冷空气从进风口吸入,从出风口吹出冷风或热风.已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W.关于该电吹风,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当吹热风时,电机动M和电阻丝R并联,电阻丝消耗的功率为:P=P热-P冷=1000-120W=880W,
由P=,可得:R=
=
Ω=55Ω,故A正确;
B、当开关S2闭合、S1断开时,电阻丝不工作,不产生热量,所以此时电吹风吹出冷风.故B正确;
C、当电吹风吹冷风时,S1断开,电热丝处于断路状态,没有电流通过,电热丝每秒钟消耗的电能为0,故C错误;
D、当电吹风吹热风时,电动机M和电热丝R并联,电动机的功率为120W,所以每秒钟消耗的电能为:Q=Pt=120×1=120J,故D错误;
故选:AB
在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和1V.重新调节R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为1A和12V.则这台电动机正常运转时输出功率为( )
正确答案
解析
解:电动机的电阻R=;
电动机的总功率P=U1I1=12V×1A=12W;
电动机内阻消耗的功率PR=I12R=(1A)2×2Ω=2W;
电动机正常运转时的输出功率是P输出=P-PR=12W-2W=10W.
故选:A.
普通电熨斗工作时可以看成一根电热丝,通电加热即可使用,张强同学把电熨斗串联一只“220V 20W”的灯泡,用来调节电熨斗的温度,方便熨烫不同衣物,如图所示,电熨斗的额定电压和电阻分别为220V,484Ω.
(1)用物理知识分析开关S的通断对电熨斗温度的影响.
(2)电熨斗加热状态使用20分钟消耗的电能是多少焦耳?
正确答案
解析
解:(1)开关闭合时,即为“高温”状态,断开时,即为“低温”状态;
(2)根据W=t=
×20×60J=12×104J,
答:(1)开关S的通是高温,断是低温.
(2)电熨斗加热状态使用20分钟消耗的电能是12×104J.
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