- 恒定电流
- 共18115题
某工厂由于生产需要用一部直流电动机提升重物,装置如图所示,重物质量m为50kg.电源电动势E为110V,(内阻不计),电动机以0.85m/s的恒定速度向上平稳提升重物,电路中的电流强度为5A,不计摩擦阻力,g取10m/s2.求:
(1)电动机1分钟内消耗的电能是多少?
(2)电动机线圈的电阻R是多少?
正确答案
解析
解:(1)电动机1分钟的电能为:E=UIt=110×5×60=33000J
(2)由能量守恒定律:P入=P出+I2R,
R==5Ω
答:(1)电动机1分钟的电能为33000J;
(2)电动机线圈的电阻R是5Ω.
下表是一辆电动自行车的部分技术指标
注:①表中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度.
②充电器对车电源充电的电压约为电动机工作电压的1.15倍.
③额定输出功率是指机械功率.
某同学对该电动车的技术指标认识如下:
(1)对电动车充电时的电流为6A,按充电6h计算,一次充电消耗的电能为ε=UIt=36×6×6×0.001≈1.3kwh
(2)电动车充满电后,如果在满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶可以行驶2h
(3)电动机的内阻r=
你认为该同学的认识和计算是否正确?如果不正确请你纠正并写出正确的解答.
正确答案
解析
解:(1)错误,由题知:该电源的容量为12Ah,即总电量q=12Ah,由I=得:充电电流为
充电电压为 U=36×1.15=41.4V
按充电6h计算,一次充电消耗的电能为ε=UIt=41.4×2×6×0.001≈0.5kWh
(2)正确.电源的容量为12Ah,电动机额定工作电流是6A,故以额定功率匀速行驶可以行驶2h.
(3)错误,
P机=180W,P电源=36×6=216W,电动机线圈的发热功率为
Pr=P电源-P机=36W
则电动机的内阻为
答:(1)错误,一次充电消耗的电能为0.5kWh.
(2)正确.
(3)错误,电动机的内阻是1Ω.
一个“220V 1000W”的电热器,在额定电压下通电15分钟,
(1)额定电流多大?
(2)产生的热量是多少焦?
正确答案
解析
解:额定电压下使用时通过它的电流强度:
I==
=
A;
通电10分钟产生的热量:
Q=W=Pt=1000W×15×60s=9×105J.
答:(1)额定电流为A;
(2)产生的热量是9×105J.
(2015秋•宣城期末)如图所示,灯L上标有12W字样,电动机D上标有48W字样,电动机D的绕线电阻为1Ω,当在A、B两端加上30V电压时,灯和电动机均正常工作,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当在A、B两端加上30V电压时,灯和电动机均正常工作,则有:
I2RL=12W
(30-IRL)I=48W
解得:I=2A,RL=3Ω,故AB错误;
C、电动机的发热功率为:,
则电动机输出的机械功率:P=48-4=44W,故C正确,D错误.
故选:C.
(2015秋•惠州期末)粗细均匀的金属环上,A、B、C、D四点把其周长四等分,如图所示,当A、C点接入电路中时,圆环消耗的电功率为P;当A、D点接入电路中时,圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)( )
正确答案
解析
解:设电源的电动势为E,金属环每一等分的电阻为R,则当A、C点接入电路中时总电阻:
R1=R
当A、D点接入电路中时总电阻:
R2==
由功率公式P=,U=E得到:
P2:P1=R1:R2=4:3,
又P1=P得到:
P2=
故选:A
如图中三个电阻的阻值相等,R1的额定功率为10W,R2的额定功率为5W,R3的额定功率为20W,则该电路允许的最大功率为______W.
正确答案
30
解析
解:由题意知R1=R2=R3=R,P1=10W,P2=5W,P3=20W,
首先分析两个并联电阻R1、R2所允许的最大消耗功率.因为R2与R3并联,则两端电压相等,所以由公式P=知道,R1与R2所消耗的功率一样.已知R1与R2本身允许的最大功率分别是10W和5W,所以R1、R2在并联电路中允许最大功率只能都是5W,否者会超过R2的允许功率.
再分析R3在电路中允许的最大功率.把R1与R2看成一个并联电阻R‘,则电路就是R3与R′串联,而串联电路所流过的电流一样,再由P=I2R知道,R1与R'所消耗功率之比为;已知三个电阻R1,R2,R3的阻值相同,R2与R3的并联值R'=
,所以
=2,所以R1上消耗的功率是并联电阻R'上的两倍.如果R2、R3的功率都为5W,则R'的功率就是5W+5W=10W,则R1的功率是2×10W=20W;不超过最大功率;
最后计算,R3功率为20W,则R2、R3为5W,则总功率为30W;
故答案为:30.
如图所示,当滑动变阻器R3的滑动片向右移动时,两电压表示数变化的绝对值分别是△U1和△U2,则下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:A、因为滑片右移,R3变小,总电阻变小,干路电流增大,内电压增大,路端电压变小,即V1的示数变小,V2的示数变大,所以V1变小的部分应该等于V2增大的部分加上内阻的电压增大的值,即△U1>△U2,故A正确.
B、由A分析知,干路电流增大,所以通过R2的电流变大,即功率增大;V1的示数变小,即通过R1 的电流减小,所以R1的功率变小,故B错误.
C、由B分析知,干路电流增大,所以通过R2的电流变大,电阻R2的功率一定增大,C正确.
D、利用结论当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大;当滑片右移动时,总电阻减小,但无法判断外电阻与内阻的关系,所以电源的输出功率无法判断,故D错误.
故选:AC.
在电阻器上除了标明电阻值,还标明额定功率,这是它工作时允许消耗的最大功率,超过这个值,电阻器会被烧坏.有一个“10kΩ 0.25W”的电阻器,允许加在这个电阻器上的最大电压是______V;给这个电阻器加上10V的电压时,它消耗的功率是______W.
正确答案
解析
解:解:由P=I2R得,电阻允许通过最大的工作电流:,允许加在电阻两端的最大电压是Um=ImR=0.5×10000V=50V.
当电阻两端加上电压10V,该电阻实际功率为:由P=
故答案为:50V 0.01W
一个电动势为E,内电阻为r的电池,接上负载电阻R,构成闭合电路,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当R=r时,路端电压与内电压相等,而两者之和等于电动势E,则路端电压为U=.故A正确.
B、当R=0时,外电路短路,路端电压为U=0.故B错误.
C、R获得的功率P=I2R==
,根据数学知识可知,当R=r时,P有最大值.故C正确.
D、当R=r时,电源的效率η==
=50%.故D正确.
故选ACD
如图所示,M是直流电动机,电阻R=10Ω,直流电压U=160V,电压表示数Ur=110V,试求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入电动机的电功率.
正确答案
解析
解:(1)根据串联电路规律可知,R两端的电压为:
UR=U-Ur=160-110=50V;
则电流为:I==
=5A;
(2)由P=UI可知,输入电动机的功率为:
P=5×110=550W;
答:(1)能过电动机的电流为5A;
(2)输入电动机的电功率为550W.
微型吸尘器内的直流电动机加0.3V电压时,通过电动机的电流为0.3A,电动机不转.加2V电压时,电动机正常运转,通过电动机的电流为0.8A,此时电动机消耗的电功率为多大?电动机输出的机械功率为多大?(不计电动机摩擦损耗)
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:此时电动机消耗的电功率为1.6W,电动机输出的机械功率为0.96W.
如图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故,参考这条曲线回答下列问题:(不计电流表和电源的内阻)
(1)若把三个这样的灯泡串联后,接到电动势为12V的电源上,求每个灯泡的实际功率为多大?
(2)如图乙所示,将两个这样的灯泡并联后再与10Ω的定值电阻R0串联,接在电动势为8V的电源上,求每个灯泡的实际功率为多大?
正确答案
解析
解:(1)把三个这样的灯泡串联后,接到电动势为12V的电源上,每个灯泡得到的实际电压为
V=4V,在图甲上可以查到每个灯泡加上4V实际电压时的工作电流为:I=0.4A.
故实际功率P=UI=4×0.4=1.6W;
(2)在图乙所示的混联电路中,设每个灯泡加上的实际电压和实际电流分别为U和I,在这个闭合电路中,有E=U+2IR0,
代入数据并整理得:
U=8-20I,
这是一个反映了电路约束的直线方程;把该直线在题图甲上画出,可得如图所示图象.这两条曲线的交点为U=2V、I=0.3A,同时满足了电路结构和元件的要求,此时通过电流表的电流值IA=2I=0.6A,每个灯泡的实际功率P=UI=2×0.3 W=0.6W.
答:
(1)每个灯泡的实际功率均为1.6W;
(2)通过电流表的电流值为0.6A,及每个灯泡的实际功率为0.6W.
现有一个标有“12V”的灯泡,但功率的示数已经模糊不清,某同学为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率,该同学设计了电路并测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,并用欧姆定律计算得到了不同电压下的电阻值,并描绘R-U曲线如图:
(1)使用图中曲线说明电阻的变化规律______.
(2)由这条曲线可得出:正常发光条件下,灯丝消耗的电功率是______.
(3)如果灯丝电阻与(t+273)的大小成正比,其中t为灯丝摄氏温度值,室温t=27℃,R=1.0Ω,根据图所示的小电珠的I-U特性曲线,则正常发光时灯丝的温度是______℃.
正确答案
解析
解:(1)由图可知电压增加功率增加温度升高,电阻增加
(2)发光条件下:电压为12V,电阻为6Ω,则功率为:P=
(3)室温t=27℃,R=1.0Ω
则:1.0=K(27+273)…①
正常发光时:R=6Ω
则:6=K(t+273)…②
由①②可得:t=1527℃
故答案为:(1)灯泡电阻随温度的升高而增大 (2)24W (3)1527
环保汽车在我国许多旅游景点中广泛使用,某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车的总质量m=2×103kg,当它在水平路面上以v=18km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=5A,电压U=200V,若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,g取10m/s2.在此行驶状态下,求:
(1)驱动电机的输入功率P电;
(2)驱动电机线圈的电阻;
(3)汽车所受阻力.
正确答案
解析
解:(1)驱动电机的输入功率为:
P电=IU=5×200W=1×103W
故驱动电机的输入功率为:
P电=1×103W
(2)内阻消耗的功率为:
P热=I2r=10%P电
解得:r=4Ω;
(3)机械功率为:
P机=90%P电=1×103×90%=0.9×103W.
匀速行驶时,牵引力等于阻力,有P机=Fv=fv
v=18km/h=5m/s,
得:f==
N=180N
答:(1)驱动电机的输入功率P电为1×103W.
(2)内阻r为4Ω;
(3)汽车所受阻力为180N.
如图所示,电源的电动势E=24V,内阻r=1Ω,电阻R=2Ω,M为直流电动机,其电阻r′=1Ω,电动机正常工作时,其两端所接电压表读数为UV=21V,求电动机转变机械能的功率是多大?
正确答案
解析
解:由闭合电路欧姆定律可得:
E=UV+I(R+r)
则I==
A=1 A
由能量守恒可知电动机输出的机械功率为
P机=IUV-I2r′=(1×21-12×1)W=20 W
答:电动机转变机械能的功率是20W.
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