- 恒定电流
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一个电动机,线圈电阻是0.4Ω,当它两端所加的电压为220V时,通过的电流是5A,这台电动机消耗的功率为______;电动机每秒钟所做的机械功有______.
正确答案
1100W
1090J
解析
解:线圈的热功率:P热=I2R=52×0.4=10W
电动机的电功率:P电=UI=220×5=1100W
则电动机的机械功率:P机=P电-P热=1100W-10W=1090W
电动机每秒所做的机械功:W=P机t=(UI-I2R)t=1090J
故答案为:1100W,1090W.
一台电动机线圈的电阻为R,电动机正常工作时,两端电压为U,通过电流为I,工作时间为t,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:电动机为非纯电阻,线圈产生的热量为:Q=I2Rt;
电动机消耗电能为电动机的总功,为:W=UIt;
电动机输出的机械能为:W-Q=UIt-I2Rt;
故选:A.
电阻R1和R2的I-U图线如图所示,现将R1和R2并联后接到电源上,R1消耗的电功率是6W,则R2消耗的电功率是( )
正确答案
解析
解:I-U图象的斜率等于电阻的倒数,则
R1==8Ω
R2==12Ω
R1、R2并联后接到电源上时,它们的电压相等,
据功率公式P=,
它们消耗的电功率之比与阻值成反比,则P2=6×=4W
故选:C.
(2016•黄山一模)如图所示,一台电动机提着质量为m的物体,以速度v匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R,电源电动势E,通过电源的电流为I,当地重力加速度为g,忽略一切阻力及导线电阻,则( )
正确答案
解析
解:A、在时间t内消耗电能(W电)转化为机械能(W机=mgh)和内能(W内=I2Rt),
所以W电=mgvt+I2Rt
而W电=EI-I2r
解得:,故A错误,B正确;
C、如果电动机转轴被卡住而停止转动,则电动机相当于电阻为R的电阻,所以电路的电流增大,
根据P=I2r可知较短时间内电源消耗的功率将变大,故CD错误.
故选:B
某电池的输出功率P随电流I变化的图象如图所示.
(1)求该电池的电动势E和内阻r;
(2)求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R(纯电阻).
正确答案
解析
解:(1)I1=2A时,Pm==2W
I2=4A时,输出功率为零,此时电源被短路,
即:I2=.解得:E=2V,r=0.5Ω.
(2)由图可知,当I=2A时,输出功率最大,则由欧姆定律可知:
R=-r
解得:R=0.5Ω;
答:(1)电动势为2V,电阻为0.5Ω;(2)最大功率时外电阻为0.5Ω
如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=5Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=15Ω时,电压表读数为U2=6V.求:
(1)电源的电动势E和内阻r;
(2)当电阻箱R的读数为多少时,电源的输出功率最大?最大输出功率为多少?
正确答案
解析
解:(1)由闭合电路欧姆定律:
联立上式并代入数据解得:r=5Ω,E=8V
(2)当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,即当R=r=5Ω时P有最大值为:P==(
)2×5=3.2W
答:(1)电源的电动势E为8V和内阻r是5Ω;
(2)当电阻箱R的读数为5Ω时,电源的输出功率最大,最大输出功率为3.2W
一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表.
则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:由表格读出电机的额定电压U=40V,额定电流I=4A,额定输出功率为:P出=120W.
A、电机输入的是电功率,总功率等于电功率,得到:P总=IU=40×4W=160W
根据能量守恒得,内部发热功率为:P热=P总-P出,又P热=I2r
则有:P总-P出=I2r
r==
=2.5Ω;故A正确;
B、电机正常工作时的效率为:η=×100%=75%;故B正确;
C、正常工作时的电功率为:P=UI=40×4=160W;故C错误;
D、在额定电压下,电机突然卡死时,电机电路是纯电阻电路,欧姆定律成立,则有:P==640W;故D错误;
故选:AB
电风扇是家家户户必备的用电器,现有一台某品牌的落地电风扇放置在水平地面上,该电风扇风力调节分三档:强风、中风和微风.调节电风扇的“摇头”旋钮可改变风向,但风向一直水平.下列有关电风扇的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电风扇在工作时,处于静止状态,水平方向受到风的反冲力及静摩擦力,二力平衡,风向改变后,摩擦力的方向改变,故A错误;
B、若电风扇工作且不摇头,竖直方向只受重力和地面对其支持力,二力平衡,则电风扇对地面的压力等于其重力与风档状态无关,故B正确;
C、电风扇工作时(不摇头),机身发生振动的振动频率与风力大小有关,风力越大,振动频率越高,故C错误;
D、处于强风、中风和微风状态的电风扇的输出功率不等,风力越强,输出功率越大,所以处于强风、中风和微风状态的电风扇内阻上发热功率不相同,故D错误.
故选:B.
如图(a)所示为灯泡L的U-I特性曲线,R1、R2为定值电阻.如果把这三个用电器并联后接在恒压电源的两端,三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接为如图(b)所示的电路,再接在该电源的两端,设灯泡L和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PL、P1、P2,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、L与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端,三个用电器消耗的电功率均为P,此时三个电阻的阻值相等;
当将它们连接成如图(b)所示的电路,接在该电源的两端时,L的电压小于电源的电压,由(a)图象可知,灯泡的电阻减小,则有RL<R1=R2.而RL与R2并联,电压相等,根据欧姆定律得知,电流IL>I2,又I1=I2+IL,得到I1>2I2,I1<2IL,由P=UI可得:P1>PL﹢P2,故A正确.
B、由,
,
,可得:P1>4P2,故B正确.
C、由得:
.由于RL<R1=R2,得:
;故
,可知P>9P2,故C错误.
D、由于RL<R1=R2,则,得
而串联电路电流相等,则I1=I2+IL,由P=IU知:P1>2(P2+PL)>2PL,故D正确.
故选:ABD.
如图所示电路中R1=2欧,R2=3欧,R3=4欧,R4=6欧,电路两端的电压U恒定.当电键S断开时,电阻R1、R3消耗的电功率之比为______;当电键S闭合时,电阻R3与R4消耗的电功率之比为______.
正确答案
1:2
3:2
解析
解:当S断开时,R1、R2、R3串联,电流相等;由P=I2R可知,电功率之比等于电阻之比;故R1、R3消耗的电功率之比2:4=1:2;
当S闭合时,R3与R4并联,由P=可知,电功率之比等于电阻的倒数;故电功率之比为:6:4=3:2;
故答案为:1:2;3:2
(2015秋•攀枝花校级期中)如图所示,一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电路中,电动势E=30V,内阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V,已知电动机线圈电阻RM=1Ω,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、根据闭合电路欧姆定律,有:E=U+I(r+R)
解得:I=2A,所以A正确,B错误;
C、电动机的输入功率P=UI=10×2=20W;故C错误;
D、电动机的输出功率:P出=P-P热=UI-I2RM=10×2-22×1=16W,故D正确.
故选:AD.
下面列出了电冰箱、电视机、空调机和电风扇铭牌上的主要项目,则这四个用电器正常工作时功率最大的是( )
正确答案
解析
解:电冰箱额定功率70W;
彩电额定功率220W;
空调机额定功率:P=UI=220×6.2=1364W;
电风扇额定功率130W;
故功率最大的是空调;
故选:C.
为2008年奥运会提供服务的环保汽车是以蓄电池为驱动能源.某辆环保汽车总质量m=3×103kg,当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时,所受阻力为车重的0.0045倍.(g取10m/s2)
(1)求电机用于牵引汽车前进的机械功率P机;
(2)设想改用太阳能电池给该车供电,阳光垂直太阳能电池板入射,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的面积.
已知太阳辐射的总功率P0=4×l026W,太阳到地球的距离r=1.5×1011m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化为驱动汽车运动的总效率约为13.5%.
正确答案
解析
解:(1)汽车做匀速直线运动,
由平衡条件得:F=f=kmg,
汽车的机械功率P机=Fv,
解得P机=1.35×103W;
(2)设太阳能电池板的面积是S,距太阳中心为r的球面面积S0=4πr2,
若没有能量损耗,太阳能电池板接受到的太阳能功率为P′,
则P′=S,
太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P,
P=(1-30%)P′,
由于P机=1.35×103W,
电池板面积S=,
解得:S=10.1m2.
答:(1)电机用于牵引汽车前进的机械功率为1.35×103W.
(2)所需的太阳能电池板的面积为10.1m2.
(2015秋•天津期中)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变化的图线画在同一坐标系中,如图中的a、b、c所示.则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、由电源的总功率和电源内部消耗功率表达式分别为 PE=EI,Pr=I2r,可知,a是直线,表示的是电源的总功率,b是抛物线,表示的是电源内电阻上消耗的功率,c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR,故A错误;
B、a图线表示电源的总功率,不表示电源的输出功率PR,故B错误.
C、在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系yA=yB+yC,故C正确;
D、当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时即为b、c线的交点M时的电流,此时电流的大小为,功率的大小为
,a、b线的交点N表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr随相等,此时只有电源的内电阻,所以此时的电流的大小为
,功率的大小为
,所以横坐标之比为1:2,纵坐标之比为1:4,故D正确.
故选:CD.
用直流电动机提升重物的装置,重物的重量为500N,电源电动势为110V,不计电源内阻及各处摩擦,当电动机以0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为5.0A,可以判断( )
正确答案
解析
解:A、重物被提升的功率P1=Fv=Gv=500×0.9W=450W
此时电路中的电流为5A.则电源的总功率P总=EI=110×5W=550W,故AB错误;
C、线圈电阻消耗的功率为Pr=P总-P1=550-450W=100W
由殴姆定律可得:r=Ω=4Ω,故C错误,D正确.
故选:D
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