- 恒定电流
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规格为“220V,44W”的排气扇,线圈的电阻为40Ω,接上220V的电压后排气扇的发热功率为______W; 转化为机械能的功率为______W.
正确答案
解析
解:根据P=UI知,该排气扇正常工作时的电流I=
由焦耳定律知,该排气扇的发热功率
根据能量守恒可知,排气扇消耗的功率P=P热+P机,所以其转化为机械能的功率为:
P机=P-P热=44-1.6W=42.4W
故答案为:1.6,42.4.
如图所示的电路中,电源电动势E=3V,内电阻r=1Ω,R1=2Ω,滑动变阻器R的阻值可连续增大,求:
(1)当R多大时,R消耗的功率最大?其值为多少?
(2)当R多大时,R1消耗的功率最大?其值为多少?
正确答案
解析
解:(1)已知电源电动势3V,内电阻r=1Ω,R1=2Ω,设r′=r+R1
根据PR=I2R=()2R=
=
当R=r′=3Ω时,PR达到最大,
其值为=
;
(2)由图可知,当滑动变阻器的电阻为零时,电路中的电流达到最大,所以R1消耗的功率达到最大.
则由P=I2R1=
当R=0时,R1消耗的功率达到最大,其值为2w;
答:(1)当R为3Ω时,R消耗的功率达到最大,其值为0.75w;
(2)当R=0时,R1消耗的功率达到最大,其值为2w.
分别标有“6V 6W”,“9V 3W”字样的灯L1和L2,若将两灯并联使用,通电后有一只灯正常发光,另一只发光较暗,则哪只灯在正常发光?电源电压为多少?干路中的电流是多少?
正确答案
解析
解:根据P=UI和U=IR,有:R=
“6V 6W”灯泡的电阻:R1=
“9V 3W”灯泡的电阻:R2=
若将两灯并联使用,通电后有一只灯正常发光,另一只发光较暗,故电源电压为6V,是灯泡L1正常发光;
干路中的电流:I==
+
=
A
答:灯泡L1正常发光;电源电压为6V;干路中的电流是A.
一台小型电动机在380V电压下正常工作时,能将30kg的货物在30s内匀速提升30m,通过它的电流是1A.除电动机线圈生热,其它能量损失不计,求在此过程中:
(1)拉力对货物做功的功率;
(2)电动机的功率;
(3)电动机线圈所产生的热量.(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)货物匀速上升,故牵引力等于重力,故有:F=mg=30×10=300N;
上升的速度为:v=1m/s;故牵引力的功率为:P=FV=300×1W=300W;
(2)电动机的功率为:P=UI=380W
(3)由能量守恒定律可知:Q=UIt-mgh=380×1×30-300×30=2400J;
答:(1)拉力对货物做功的功率是300W;
(2)电动机的功率是380W;
(3)电动机线圈所产生的热量是2400J.
(2015秋•珠海期末)如图所示,直线A为某电源的U-I图线,直线B为某电阻的U-I图线,用该电源、电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的效率分别是( )
正确答案
解析
解:由图象A可知电源的电动势 E=3V,两图象的交点该电源和该电阻组成闭合电路时的状态,路端电压为:U=2V,电流为:I=2A
电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率,根据P=UI得:P=2×2W=4W,
电源的总功率为:P总=EI=3×2W=6W
所以电源的效率为:η=×100%=
×100%=67%;
故选:D.
已知两个电源的电动势E1和E2、内阻r1和r2满足关系E2>E1,r2>r1,有一定值电阻R1分别接在两个电源上,获得相等的功率,则将另一电阻R2且满足R2>R1也分别接在该两个电源上,关于电阻R2获得的功率P2有( )
正确答案
解析
解:将一电动势为E、内电阻为r的电源与一阻值为R的电阻组成一闭合回路,路端电压U和干路电流I的关系为U=E-Ir.
在U-I直角坐标系中作U-I图线,则该图线为一条在纵轴上截距为E、斜率为-r的直线.这条线可被称为电源的伏安特性曲线.
如果再在此坐标系中作出外电阻R的伏安特性曲线为过原点的直线,斜率为R,则两条线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态,此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率.
依题意作电池甲和乙及电阻R的伏安特性曲线.由于两电池分别接R时,R1消耗的电功率相等,故这三条线必相交于一点,如图所示,由于α2>α1,所以r2>r1.
作R2的伏安特性曲线,由图可知:当甲电池接R2时,P1=U1I1;当乙电池接R2时,P2=U2I2.
由于U1<U2,I1<I2,所以P1<P2.故A正确,BCD错误;
故选:A.
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上,如图中的a、b、c所示,以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电源消耗的总功率的计算公式PE=EI∝I,故PE-I图线是直线,故A正确;
B、输出功率:PR=PE-Pr=EI-I2r,应为开口向下的曲线,故b表示PR-I图线;
电源内电阻消耗的功率:Pr=I2r,应为开口向上的曲线,故c表示Pr-I图线;故B错误;
C、当I=2A时,PR=0.说明外电路短路,根据P=EI,得到E==
=4V;r=
=
=2Ω;故C错误;
D、输出功率PR=PE-Pr=EI-I2r=4I-2I2=-2(I-1)2+2,当I=1A时,输出功率最大,为2W;故D正确;
故选:AD.
下表是一辆电动自行车的部分技术指标,其中额定车速是自行车满载的情况下在平直道路上以精确额定功率匀速行使的速度.
请参考表中数据,完成下列问题:(取g=10m/s2)
(1)在行使过程电动自行车受到的阻力是车重(包括载重)k倍,试推算k的大小?若电动自行车(包括载重)以额定功率行使,当速度为2m/s时的加速度是多少?
(2)此车所配电动机的内阻是多少?
正确答案
解析
解:(1)对于车,由P出=F•V得:V=18km/h=5m/s
车匀速运动:F=f,故:f=k(m+M)g,解得:K=0.03
当V′=2m/s时牵引力F′=;
F′-k(mg+Mg)=(m+M)a
解得:a=0.45m/s2
(2)对于电动机
R人=UI=36×6=216W
由表得P出=180W,I=6A
P人=P出+I2r)
解得:r=1Ω
答:(1)k的大小为0.03,若电动自行车(包括载重)以额定功率行使,当速度为2m/s时的加速度是0.45m/s2.
(2)此车所配电动机的内阻是1Ω.
电动自行车因其价格低廉、轻便而逐渐受到人们的青睐和喜爱,下表是电动自行车的铭牌,关于该电动车的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电动自行车电机的工作原理是安培力对外做功,故A错误;
B、额定功率下行驶电动机的效率为η==
,故B正确;
C、蓄电池储存电能为:W=36V×8Ah=36×8×3600J=1036800J
故在额定功率下连续行驶最长时间为:t==
=5760s=1.6h,故C错误;
D、根据能量守恒定律,有:
UI=P+I2r
36×5=171+52×r
解得:r=0.36Ω,故D错误.
故选B.
(2015秋•临沂期末)如图所示,已知电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,电路中接入标有“3V、6W”的灯泡L和内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机时恰都能正常工作,求:
(1)电动机的额定工作电压.
(2)电动机的机械效率.
正确答案
解析
解:(1)电流I==
=2A;
电池内阻r上的电压Ur=Ir=2×1=2V;
则电动机两端的电压U=E-Ur=7-2=5V;
(2)电动机的总功率P总=UI=5×2=10W;
电动机的内阻的热功率Pr=I2r′=4×0.5=2W;
电动机的机械功率P机=P总-Pr=10-2=8W;
故电动机的机械效率η==80%;
答:(1)电动机的额定工作电压为5V.
(2)电动机的机械效率为80%.
下表为某国产微波炉铭牌内容的一部分.根据表中的信息,可计算出这台微波炉在额定电压下工作时,供电线路上的电流值为( )
正确答案
解析
解:微波炉的电压为220V,功率为1100W,
所以电流为I==
A=5A,所以C正确.
故选C.
如图所示,一个电源的电动势为E、内电阻为r,将一个电动机接在该电源上,电动机正常工作,通过电动机的电流为I.电动机的内阻为R,关于在时间t内的能量转化,
(1)电源的功率
(2)电动机的功率
(3)电动机的热功率
(4)电路消耗的总能量.
正确答案
解析
解:(1)故电源的总功率为:P1=EI;
(2)电动机电动机的功率P2=UI=(E-Ir)I=EI-I2r;
(3)电动机的热功率PR=I2R;
(4)根据能量守恒可知,电路消耗的总能量等于电源的总能量;
故E=EIt;
答:(1)电源的功率为EI;
(2)电动机的功率为EI-I2r;
(3)电动机的热功率为I2R;
(4)电路消耗的总能量为EIt.
汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器,某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小,现将该压力传感器R0接入如图所示电路中,开关S闭合,当压力传感器所受压力增大时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:当压力传感器所受压力增大时,压力传感器R0阻力变小,整个电路总电阻变小,总电流增大,则电源内阻和R1所占电压变大,则并联部分电压变小,所以电压表示数变小,故A错误;
B、并联部分电压变小,通过R2的电流变小,即电流表的示数减小,根据可知,R2的电功率减小,故BD错误;
C、总电流增大,则通过R1的电流增大,则R1的电功率增大,故C正确.
故选:C
如图所示电路中,电源电动势ε=10V和内阻r=1Ω的相同电池串联组成,定值电阻R0=3Ω.为使可变电阻R获得4W的电功率,应将R的阻值调为多大?
正确答案
解析
解:设可变电阻阻值为R时,消耗的功率为4W,则
P=
带入数据得:
4=
解得:R=1Ω
答:应将R的阻值调为1Ω.
在如图所示电路中,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,电流表内阻不计.闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0A.则以下判断中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、电源的输出的功率为:P输出=EI-I2R=12×2-22×1=20W,故A正确;
B、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,故B错误;
C、电动机的总功率为:P总=UI=7×2=14W,电动机的发热功率为:P热=I2R=22×0.5=2W,所以电动机的输出功率为14 W-2W=12W,所以CD正确;
本题选错误的,故选:B
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