- 恒定电流
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电饭锅工作时有两种状态,一是锅内饭烧好前的加热状态,二是饭烧好后的保温状态,如图a所示为电饭锅的电路图,R1,R2是加热用的电阻丝,自动开关S接通与断开使电饭锅分别处于两种状态,要是电饭锅在保温状态时消耗的功率为加热状态时的,则
=______.如图b所示为“××”牌电饭锅的铭牌,若在一个大气压下,将一锅常温下(20℃)的水烧开,大约需要______分钟时间,耗电______KW•h[水的比热容为4200J/(kg•℃)不计锅体的耗热].
正确答案
8
25.2
0.42
解析
解:当开关S闭合时电路处于加热状态,而S断开时,处于保温状态;由题意可知:
=9
解得:R1:R2=8:1;
水的容积为4.5L,其质量m=4.5kg;
水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×4.5kg×(100℃-20℃)=1.512×106J=0.42kwh;
烧开用时t==1.512×103s=25.2min;
故答案为:8:1;25.2;0.42.
如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路,在实验中,通过B、C测得的物理量的数值分别是U、I,则此时电动机的输入功率的表达式P入=______在实验中,电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度,则电动机的效率η=______.
正确答案
UI
解析
解:输入功率为:P入=UI(B为电压传感器,C为电流传感器)
电动机的效率为:η=.
故答案为:UI .
家庭用的电吹风中,有一个小电动机和一段电热丝串联.电热丝给空气加热,电动机带动风叶转动,送出热风将头发吹干.设电动机线圈的电阻为R1,电热丝的电阻为R2.将电吹风接到直流电源上,电源输出电压为U,输出电流为I,电吹风消耗的电功率为P,①P=UI;②P>UI;③P=I2(R1+R2);④P>I2(R1+R2).以上结论正确的有( )
正确答案
解析
解:电吹风机消耗的电功率P是总的功率,总功率的大小应该是用P=IU来计算,所以总功率P=IU,所以①正确,②错误;
电吹风机中发热的功率要用I2R来计算,所以总的发热功率为I2(R1+R2),吹风机的总功率P=IU要大于发热部分的功率,所以③错误,④正确;
故选:D.
(2015秋•南充期末)在如图所示电路中,电源电动势为9V,内阻为1.0Ω,电阻R0为1.5Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5Ω,闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0A,则以下判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、电动机两端的电压:UM=E-I(r+R0)=9-2×(1.0+1.5)=4V,
电路中电流表的示数为2.0A,所以电动机的总功率为:P总=UMI=4×2=8W,
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P机=8 W-2W=6W,所以A错误,B错误;
C、电动机的发热功率为:P热=I2R=22×0.5=2W,所以C错误;
D、电源的输出的功率为:P输出=EI-I2R=9×2-22×1=14W,所以D正确.
故选:D
一个电热水壶的铭牌上所列的主要技术参数如表所示.根据表中提供的数据,计算出此电热水壶在额定电压下工作时,通过电热水壶的电流约为( )
正确答案
解析
解:由铭牌读出额定功率为P=1500W,额定电压为U=220V,由P=UI,得,通过电热水壶的电流为:
I==
A≈6.8A
故选:D.
如图所示,物体A放在足够长的木板B的右端,木板B静止于水平面.t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动.已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)物体A刚运动时的加速度大小aA和方向;
(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;
(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P′=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,则再经过多长时间物体A与木板B的速度相等?
正确答案
解析
解:(1)由牛顿第二定律可知:=0.05×10=0.5m/s2,方向:水平向右;
(2)F-μ1mg-μ2(mA+mB)g=mBaB
代入数据解得:F=2×1+0.05×2×10+0.1×4×10=7N,
而由运动学公式可知:vB=aBt=1×1=1m/s;
由功率公式得:P=FvB=7×1=7W;
(3)物体A继续做加速运动,加速度仍为 aA=0.5m/s2
由 P′=F′vB
得 F′==5N
对于木板B,有:F″-μ1mg-μ2(mA+mB)g=mBa′B
解得:a′B=0;
即木板B做匀速直线运动.
由 aA(t+t′)=vB
可得 t′==1.0s
答:(1)物体A刚运动时的加速度大小为0.5m/s2,方向:水平向右;
(2)t=1.0s时,电动机的输出功率为7W;
(3)再经过1.0s物体A与木板B的速度相等.
(2015春•绵阳校级月考)一个接在直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1,若把它接到电压最大值与直流电压相等的正弦式交流电源上,该电热器所消耗的电功率为P2,则P1:P2=______.
正确答案
2:1
解析
解:由题意知,接在最大值与直流电压相等的交流电上时,交流的有效值
所以此时消耗的功率=
;
故答案为:2:1.
微型吸尘器的直流电动机内阻一定,把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流强度是0.4A,若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A.求:
(1)电动机的内阻
(2)电动机正常工作时的输出功率.
正确答案
解析
解:(1)电动机不转时,设线圈电阻为R,则有:R==
=0.5Ω,
(2)电动机正常工作时消耗的功率为:P=U2I2=2.0×1.0 W=2.0 W,
电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为:P损=I22R=1.02×0.5 W=0.5W,
电动机正常工作时输出功率为:P出=P-P损=2.0-0.5 W=1.5W;
答:(1)电动机的内阻为0.5Ω;
(2)电动机正常工作时的输出功率为1.5W.
在节能减排的形势下,有些地区都陆续投入使用了太阳能路灯.如图,太阳能路灯系统由太阳能电池组件部分(包括支架)、LED灯头、控制箱(内有控制器、蓄电池)和灯杆几部分构成.如太阳能电池板有效受光面积为5m2,效率为20%;LED灯头的额定电压为24V,额定功率为48W.已知某地区近年的平均有效辐射量800w/m2,有效日照时数约为5h;路灯每天晚上工作时数10h.如果要求可以连续工作7个阴雨天,你认为应选用蓄电池类型为( )
正确答案
解析
解:LED灯头的额定电压为24V,所以必须要有2台12 V 蓄电池,才能确保正常发光.
由于要求工作7天,每天晚上工作时数10h.所以额定功率为48W共消耗电能为W=48×7×10×10-3KWh=3.36KWh
因此必须要有2台12 V 150 Ah的蓄电池,则有W=24×150×10-3KWh=3.6kwh,因3.6kwh>3.36kwh,故B正确,ACD错误;
故选:B
一个标有“12V”字样,功率未知的灯泡,测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示,利用这条图线计算:
(1)在正常发光情况下,灯泡的电功率P=______W.
(2)若一定值电阻与灯泡串联,接在20V的电压上,灯泡能正常发光,则串联电阻的阻值为______Ω.
(3)假设灯丝电阻与其绝对温度成正比,室温为300K,在正常发光情况下,灯丝的温度为______K.
正确答案
解析
解:(1)在正常发光情况下,灯丝的电压U=12V,由图读出此时的电阻为R=6Ω,则灯泡的电功率P==
(2)灯泡能正常发光时,电流I==
=2A,串联电阻的电压U′=20V-12V=8V,阻值为R
=
(3)由图读出,室温时灯丝电阻为1Ω,正常发光时电阻为6Ω,根据灯丝电阻与其绝对温度成正比,室温为300K,得到在正常发光情况下,灯丝的温度为1800K.
故答案为:(1)24;(2)4;(3)1800
电动机的额定电压是220V,额定功率是2.2kW,线圈的电阻是1Ω,当电动机正常工作时,求:
(1)1s时间内线圈上产生的热量是多少?
(2)1s时间内转化的机械能有多少?
正确答案
解析
解:(1)根据P=IU得,电动机正常工作时的电流为 =
,
1s内产生的热量为 Q=I2Rt=102×1×1J=100J,
(2)1s内转化的机械能为 E=Pt-Q=(2.2×103-100)J=2.1×103J.
答:(1)1s时间内线圈上产生的热量是100J
(2)1s时间内转化的机械能有2.1×103J
有二个标有“110V,25W”和“110V,60W”字样的灯泡,要把它们接在220V的电源上,灯泡既正常发光,又最省电的连接方式是图中的哪一个?( )
正确答案
解析
解:根据公式R=可知,“110V,25W”的灯泡的电阻RA=
=484Ω
“110V,60W”灯泡的电阻RB==201.7Ω知A电阻大于B电阻.
A、由公式I=IA+IB得灯泡A和灯泡B并联后的电流是二者电流之和,由P=I2R知R上损失功率多;
B、图是灯泡A和电阻并联后,然后和B串联,接到220V的电源上,根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压都可以等于110V,所以能正常工作,且总电流小,电阻损失功率小,故B正确;
C、图是灯泡B和电阻R并联后又和灯泡A串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡B与电阻R并联后和灯泡A的电阻相等;但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中灯泡A和灯泡B也不能正常工作,故C错误;
D、图是灯泡A和灯泡B分别与一个电阻串联,串联电路,电阻越串越大;可以使灯泡A和灯泡B都能使灯正常发光,但消耗的功率多,D错误.
故选:B.
如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连.在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出.由于运动的电离气体,受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势.若不计气体流动时的阻力,由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率
.调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知识,可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为( )
正确答案
解析
解:运动的电离气体,受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势,相当于电源,其内阻为
r=
根据数学知识可知,当外电阻等于电源的内阻,即R=r时,外电阻消耗的电功率最大.
此时R=,代入电功率
中得到
最大电功率Pm=.
故选B
在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V.灯泡L标有“3V,6W”字样,电动机线圈的电阻为1Ω.若灯泡恰能正常发光,电动机正常工作,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、灯泡正常发光,则电路电流,故A错误;
B、灯泡正常发光时的电压等于其额定电压,电动势电压UM=U-UL=8V-3V=5V,电动机的热功率PQ=I2RM=(2A)2×1Ω=4W,
则电动机的输出功率P出=UMI-PQ=5×2-4=6W,故B正确,C错误;
D、整个电路消耗的功率P总=UI=8V×2A=16W,故D错误;
故选:B
家用电器即使没有使用,只要插头插在电源上处于待机状态,就会消耗电能.根据下表提供的数据,估算这些电器待机1天耗电约为( )
正确答案
解析
解:四个用电器是并联关系,待机功率的和为:P=4+1+4+2=11W
故这些电器待机1天耗电约为:W=Pt=11W×24h=264W•h=0.264KW•h=0.264度≈0.3度;
故选:A.
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