- 恒定电流
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(2015秋•宁波期末)如图,直线OMN为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OPN为该电源内部热功率Pr随电流I变化的图线,可知( )
正确答案
解析
解:AB、电源的总功率P=EI,N点表示I=2A,P=8W
则电源的电动势:E=4V
电源的内电阻:r==
故A正确,B错误;
C、电源的输出功率:P=EI-I2r=4I-2I2=-2(I-1)2+2,故当I=1A时,输出功率最大,为2W,故C正确;
D、电源的效率:η=,故外电阻R越大,电源的效率越高,故D错误;
故选:AC
一只规格为“220V 2000W”的电炉,求在正常工作时的电阻.若电网电压为200V,求电炉的实际功率.在220V电压下,如果平均每天使用电炉2h,求此电炉一个月要消耗多少度电?(一个月按30天计算)
正确答案
解析
解:设电炉电阻为R,由P=得
R==
=24.2Ω
当电压为U′=200 V时,电炉的实际功率为
P′==
=1653W
在220 V的电压下,一个月耗用电能:
W=Pt=2×30×2 kW•h=120 kW•h
答:在正常工作时的电阻为24.2Ω;若电网电压为200V,电炉的实际功率为1653W;在220V电压下,如果平均每天使用电炉2h,此电炉一个月要消耗120度电.
一辆电动自行车的电动机额定工作电压为36V,额定电流为6A,平直道路上以18km/h的速度匀速骑行时,电动机正常工作,输出功率为180W.已知人与车的总质量为120kg,g取10m/s2,求:
(1)此车所配电动机的内阻是多少?
(2)在行驶过程中电动车受阻力是人与车总重的K倍,试计算K的大小.
正确答案
解析
解:(1)对于电动机P入=UI=36×6W=216W
Pr=I2r=P入-P出
由表得P出=180w I=6 A
解得:r=1Ω
(2)对于车:由P出=Fv
v=18Km/h=5m/s
车匀速运动:F=f
则f=k (m+M)g
所以:k=0.03
答:(1)此车所配电动机的内阻是1Ω;
(2)k的大小为0.03;
如图所示,电阻R1=20Ω,电动机线圈的电阻R2=5Ω.当电键S断开时,电流表的示数是0.5A,当电键S闭合后,电流表示数是1.3A.已知电路两端的电压不变,则当电键S闭合后,以下说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当电键S断开时,由欧姆定律得:
U=I1R1=0.5×20=10V.故A正确;
B、当电键S闭合后,通过R1的电流角为0.5A,通过电动机的电流为:
I2=I-I1=1.3-0.5=0.8A
则电动机消耗的功率P=UI2=10×0.8=8W,故B正确;
C、电动机的输出功率为:P输出=UI2-I22R2=10×0.8-0.82×5=4.8W,故C错误;
D、电动机的效率为=60%,故D正确.
本题选错误的
故选:C.
有一玩具起重机的直流电动机如图所示,已知电源电动势E=6V,电源内阻r=1Ω,电阻R=3Ω,电动机的内阻r′=0.5Ω,当电动机正常工作时,电压表的示数为5V,求:
(1)电动机正常工作时电流表的示数;
(2)电动机正常工作时的输出功率.
正确答案
解析
解:(1)根据闭合电路欧姆定律,有:E=U+Ir
故电动机正常工作时电流表示数:I==1A
(2)电动机正常工作时两端的电压为:U‘=U-IR=2V
电动机正常工作时的输出功率为:
答:(1)电动机正常工作时电流表的示数为1A;
(2)电动机正常工作时的输出功率为1.5W.
磁流体发电机,又叫等离子体发电机,图中的燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离为电子和正离子,即高温等离子体.高温等离子体经喷管提速后以1000m/s进人矩形发电通道.发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场,磁感应强度为6T.等离子体发生偏转,在两极间形成电势差.已知发电通道长a=50cm,宽b=20cm,高d=20cm,等离子体的电阻率ρ=2Ω•m.则以下判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡得:
q=qvB
则得发电机的电动势为:E=Bdv=6×0.2×1000V=1200V.故A正确.
B、由上知,发电机的电动势与高速等离子体的电荷量无关,即与离子的化合价无关,由E=Bdv能求电动势.故B错误.
C、发动机的内阻为:r=ρ=2×
=4Ω
发动机的效率为:η==
=
,可知外电阻R越大,效率超高,则当外接电阻为8Ω时,发电机的效率不是最高.故C错误.
D、当电源的内外电阻相等时输出功率最大,此时外电阻为 R=r=4Ω,故D正确.
故选:AD
利用电流的热效应可以清除高压输电线上的凌冰.若在正常供电时,高压输电电压为U,输电线上的热功率为△P;除冰时,输电线上的热功率需提高为9△P,设输电功率和输电线电阻不变.则除冰时输电电压应为( )
正确答案
解析
解:高压线上的热耗功率:
△P=I2R线 …①
若热耗功率变为9P,则:
9△P=I′2R线 …②
由①②得:I′=3I;
输送功率不变,由P总=UI=U′I′,
得:U′==
U;
故选:C.
如图所示的甲乙两个电路中电源电动势E和内阻r已知,定值电阻R0已知,求电阻箱的阻值R调至多大时,其获得的电功率最大,最大值为多少?
正确答案
解析
解:(1)甲图中,将电源和电阻R0整体看作电源,当外电阻R与等效电源的内电阻(r+R0)相等时,等效电源的输出功率最大;
最大电功率为:Pmax==
;
(2)乙图中,同样将电源和电阻R0整体看作电源,当外电阻R与等效电源的内电阻相等时,等效电源的输出功率最大;
等效电源的内电阻等于r与R0并联的电阻,为:;等效电源的电动势为
;
当R=时有最大电功率,为:
Pmax=
答:甲图中,电阻箱的阻值R调至r+R0时,其获得的电功率最大,最大值为;
乙图中,电阻箱的阻值R调至时,其获得的电功率最大,最大值为
.
一台电动机额定电压为220V,线圈电阻R=0.3Ω,电动机正常工作时通过线圈的电流为5A,电动机正常工作5min,求:
(1)消耗的电能;
(2)产生的热量;
(3)输出的机械能.
正确答案
解析
解:(1)电动机额定电压为220V,电流为5A,电动机正常工作5min,消耗的电能:
W=UIt=220×5×300=3.3×105J;
(2)产生的热量:
Q=I2Rt=52×0.3×300=2250J;
(3)根据能量守恒定律,输出的机械能为:
E机=W-Q=3.3×105J-2500J=327750J
答:(1)消耗的电能为3.3×105J;
(2)产生的热量为2500J;
(3)输出的机械能为327750J.
一个直流电动机线圈内阻为R,当所加电压为U时,它恰好正常工作,通过的电流为I,下述说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电动机的总功率为P=UI,由于是非纯电阻电路,故I,故P≠
,故A错误;
B、电动机的发热功率,根据焦耳定律,P热=I2R.故B正确.
C、电动机的输出功率P出=P-P热=UI-I2R.故C错误.
D、因为P>P热,即UI>I2R,U>IR,欧姆定律不适用.故UI≠I2R≠,故D错误.
故选:B.
如图所示为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,可以判断错误的是( )
正确答案
解析
解: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
所以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
本题选错误的,故选:C.
如图为某灯光控制电路示意图,由电源(电动势为E、内阻为r)与一圆环形电位器(或视为滑动变阻器)R和灯泡(电阻不变)连接而成,图中D点与电位器相连,电位器触片一端固定在圆心处,并与电源正极相连接,当触片由D点开始顺时针旋转一周的过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:电位器被触头和D点分为左右两段,两端电阻是并联关系,当触头移动到最下端时,并联电阻达到最大,故触片由D点开始顺时针旋转一周的过程中,并联电路的电阻是先增加后减小;
A、当外电路的电阻等于内电路的电阻时,电源的输出功率最大,由于不知道各个部分发热电阻具体竖直,故无法判断电源的输出功率的变化情况,故A错误;
B、由于外电阻先增加后减小,根据闭合电路欧姆定律,干路电流是先减小后增加,故B正确;
C、根据闭合电路欧姆定律,有:U=E-Ir;
由于干路电流是先减小后增加,故路端电压先增加后减小,故C错误;
D、由于干路电流是先减小后增加,故灯泡的功率先减小后增加,亮度是先变暗后变亮,故D正确;
故选:BD.
对于连入电路的不同灯泡而言,亮度大的灯泡是( )
正确答案
解析
解:连入电路的不同灯泡,灯泡的亮度指的是灯泡消耗的功率的大小,亮度大的灯泡指的是消耗的功率大,所以C正确.
故选C.
如图是“220V,880W”家用电饭煲的电路图.将电饭煲接到电源上,已知电源电动势E=226V,当开关接通“加热”档时,电热丝以额定功率880W给食物加热,当食物蒸熟后,开关接通“保温”档,给食物保温,已知分压电阻R的阻值是169.5Ω.求:
(1)电源的内电阻
(2)保温时的路端电压.
(3)“保温”时电饭煲的电功率是“加热”时电功率的几分之一?(导线电阻忽略不计)
正确答案
解析
解:(1)当开关接通“加热”档时,电路中电流I==
A=4A;
由闭合电路欧姆定律得,电源的内电阻 r==
=1.5Ω;
(2)电热丝的电阻 R丝==
=55Ω;
开关接通“保温”档时,电路中电流 I′==
=1A;
路端电压 U′=E-I′r=226-1.5=224.5V
(3)“保温”时电饭煲的电功率P保温=I2R=12×55=55W,P加热=880W
故η==
=
答:
(1)电源的内电阻是1.5Ω.
(2)保温时的路端电压是224.5V.
(3)“保温”时电饭煲的电功率是“加热”时电功率的.
如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L标有“6V 12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电动机两端的电压为:U1=U-UL=12-6V=6V,整个电路中的电流为:I==
A=2A,所以电动机的输入功率为:P入=U1I=6×2W=12W.故A正确.
B、电动机的热功率为:P热=I2RM=22×0.5W=2.0W,则电动机的输出功率为:P出=P入-P热=12-2W=10W.故B不正确,C正确.
D、整个电路消耗的功率为:P总=UI=12×2W=24W.故D正确.
本题选不正确的,故选:B
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