- 恒定电流
- 共18115题
在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b端的过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、滑动变阻器器Pa段电阻与R1串联,当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b端的过程中,变阻器连入电路的阻值变大,故电流减小,电阻R1的电压减小,故电压表V2示数减小;电压表V1测量的是总电压,恒为U,不变;将R1和电源等效成新的电源,当电阻R2的阻值等于电阻R1的阻值时,电阻R2消耗的功率最大;故A错误;
B、C、由选项A的分析可知,电压表V1示数不变,电压表V2示数变小,电流减小,根据P=I2R1,故单位时间内通过R1的电流做功减小,产生的热量也减小,故B错误,C正确;
D、由于电流减小,根据P=UI,整个电路的电功率减小;将R1和电源等效成新的电源,当电阻R2的阻值等于电阻R1的阻值时,电阻R2消耗的功率最大;如果R2的最大电阻值小于R1,则R2的电功率一直变大;故D正确;
故选:CD.
如图所示电路中,电池组的电动势E=42V,内阻r=2Ω,定值电阻R=20Ω,D是电动机,其线圈电阻R′=1Ω.电动机正常工作时,理想电压表示数为20V.求:
(1)通过定值电阻R的电流;
(2)电动机的电功率;
(3)电动机输出的功率.
正确答案
解析
解:(1)由E=UV+UR+r可得R和电源两端的电压之和为:
UR+r=E-UV
由欧姆定律可得电路电流为:
通过定值电阻的电流为1A.
(2)电动机为非纯电阻元件,故其功率为:
P电=UVI=20×1W=20W
(3)电动机的发热功率为:
故电动机的输出功率为:
P机=P电-P热=20W-1W=19W
答:(1)通过定值电阻的电流是1A.
(2)电动机消耗的电功率为20W.
(3)电动机输出的机械功率为19W.
(2015秋•武汉校级期中)某同学将一直流电源的总功率P总、输出功率P出和电源内部的发热功率P内随电流I变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知( )
正确答案
解析
解:A、电源内部的发热功率Pr=I2r,Pr-I图象是抛物线,而且是增函数,则反映Pr变化的图线是c.故A错误.
B、直流电源的总功率PE=EI,P-I图象的斜率等于电动势E,则有E==4V.故B错误.
C、图中I=2A时,电源内部的发热功率Pr与电源的总功率相等,则有Pr=I2r,得到r==2Ω.故C正确.
D、当电流为0.5A时,根据闭合电路欧姆定律得:I=,代入解得R=6Ω.故D正确.
故选:CD.
如图所示,直流电动机和电炉并联后接在直流电路上,电源的内阻r=4Ω,电炉的电阻R1=36Ω,电动机绕线的电阻R2=2Ω.当开关S断开时,电源内电路消耗的热功率P=25W;当S闭合时,干路中的电流I=7A求:
(1)电源的电动势E.
(2)S闭合后电动机的机械功率.
正确答案
解析
解:(1)S断开时,电路中电流记为Ⅰ,则P=I2r
解得:I==
=2.5A,
电源电动势为E=I(R1+r)=2.5×(36+4)=100V;
(2)S闭合后路端电压记为U,
则U=E-Ir=100-7×4=72V
通过电动机的电流记为I′,
则I′=I-=7-
=5A
电动机的输出功率记为P′,
则P′=UI′-I2•R2=72×5-25×2=310W
答:(1)电源的电动势E=100V.(2)S闭合后电动机的机械功率是310W
如图所示,M为一线圈电阻rM=0.4Ω的电动机,R=24Ω,电源电动势E=40V.当S断开时,电流表的示数,I1=1.6A,当开关S闭合时,电流表的示数为I2=4.0A求
(1)电源内阻
(2)开关S闭合时电动机输出的机械功率
(3)开关S闭合时电源输出功率.
正确答案
解析
解:(1)根据闭合电路的欧姆定律 I1=
代入数据解得:r0=-R=(
-24)Ω=1Ω
(2)开关S闭合后路端电压 U=E-I2r0=(40-4.0×1)V=36V,
流过R的电流强度为:IR=1.5A,
流过电动机的电流强度为:I=I2-IR=(4.0-1.5)A=2.5A,
电动机发热消耗的功率为:R热=I2r=(2.52×0.4)W=2.5W,
电动机转化为机械能的功率:P机=UI-P热=87.5W
(3)开关S闭合时电源输出功率为:P=UI2=36×4=144W.
答:(1)电源内阻为1Ω;
(2)开关S闭合时电动机输出的机械功率为87.5W;
(3)开关S闭合时电源输出功率为144W.
(2015秋•卢龙县期末)一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36W与36V.若把此灯泡接到输出电压为18V的电源两端,则灯泡消耗的电功率( )
正确答案
解析
解:由于金属的电阻随温度的升高而增大,所以以额定电压工作时的电阻大于以18V电压工作的电阻.根据部分电路欧姆定律,有P1=,P2=
,所以
=
,所以灯泡消耗的功率小于36W大于9 W,所以B正确.
故选B.
(2015秋•湖北期中)现有小灯泡甲“6V,4W”,小灯泡乙“6V,3W”,可变电阻R,电源(电动势12V,内阻不计),电路可以任意连接,要求两灯泡同时正常发光,则电路消耗的最小功率为( )
正确答案
解析
解:两灯泡同时正常发光,小灯泡甲的电流为:,
小灯泡乙的电流为:,则灯泡必须并联,并联后与电阻R串联接入电路,
则R消耗的功率为:=7W,
则电路消耗的最小功率为:P=P1+P2+PR=4+3+7=14W,故D正确.
故选:D
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.求:
(1)这台电动机总功率为多大?
(2)发热的功率为多大?
(3)有效功率为多大?
正确答案
解析
解:(1)电动机的电功率:P电=UI=220×5=1100W
(2)线圈的热功率:P热=I2R=52×0.4=10W
(3)电动机的有效功率:P机=P电-P热=1100W-10W=1090W
答:(1)这台电动机总功率为1100W;
(2)发热的功率为10W
(3)有效功率为1090W
如图所示,已知电源电动势为20V,内阻不计,当电路中接入固定电阻R=5Ω时,标有“3V 4.5W”的灯泡L和内阻r′=0.6Ω的小型直流电动机恰都能正常工作,求:
(1)电动机的额定工作电压?
(2)电源的总功率?
(3)电动机的机械功率.
正确答案
解析
解:(1)电路中的电流I==
=1.5A;
电动机UM=E-I(R+r)-U灯=20-1.5×5-3=9.5V;
(2)电源的总功率:P=EI=20×1.5=30W;
(3)电动机的机械功率:P机=UMI-I2r′=9.5×1.5-(1.5)2×0.6=12.9W;
答:(1)电动机的电压为9.5V;
(2)电源的总功率为30W;
(3)电动机的机械效率为12.9W.
小型直流电动机(其线圈内阻为r=1Ω)与规格为“4V、4W”的小灯泡并联,再与阻值为R=5Ω的电阻串联、然后接至U=12V的电压上,如图,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机的输出功率P出.
正确答案
解析
解:(1)流经灯泡的电流
流经电阻R的电流
流经电动机的电流I=IR-IL=0.6A.
(2)电动机消耗的总功率P=UI=4×0.6=2.4W
电动机产生的热功率P热=I2r=0.62×1=0.36W
电动机的输出功率P出=P-P热=2.4-0.36=2.04W;
答:(1)通过电动机的电流为0.6A;(2)电动机的输出功率为2.04W.
某小水电站,输出功率P=40kW,机端电压U1=500V,向远处输电,导线总电阻R=5Ω,升压变压器匝数比为1:4,降压变压器匝数比为10:1,向用户供电.求
(1)输电线上损失的电功率为多少?
(2)用户得到的电压.
正确答案
解析
解:(1)根据变压比公式,有:
得出升压变压器的输出电压:
U2=4U1=2000V;
则输电线上的电流:
I==
=20A
输电线上损耗的功率:
P损=I2R=202×5=2000W
(2)输电线上的电压损失:
△U=IR=20×5V=100V
降压变压器的输入电压:
U3=U2-△U=2000-100=1900V
根据变压比公式,有:
则用户得到的电压U4==190V.
答:(1)输电线上损失的电功率为2000W;
(2)用户得到的电压为190V.
A如图所示,AB两端电压UAB=6V,L是标有“4V,4W”的灯泡,滑动变阻器的总电阻R=13.5Ω,当滑动片P滑至某个位置时,灯泡恰好正常发光.求此时R上消耗的电功率是多少?
正确答案
解析
解:灯泡上电流IL==
=1A.设与L并联的电阻为Rx,
则R的上半部分电阻:R′=13.5-Rx,
电流强度I==
=
即Rx2-7.5 Rx-54=0,解得Rx=12Ω,
则R′=1.5Ω
R′上功率P1==
W=2.67W,
Rx上功率P2==
W=1.33W,
R上消耗功率P=P1+P2=2.67W+1.33W=4W.
答:此时R上消耗的电功率是4瓦特.
一个小型电热器若接在输出电压为20V的直流电源上.消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( )
正确答案
解析
解:设电热器的电阻为R,t时间内产生的热量为Q,则:Q=t
此热量是接交流电源上产生的热功率的2倍,所以:Q′=Q=
t=
t
解得:U有=V
所以最大值为:
Um=U有=10V
故选:A.
甲、乙两根金属丝,电阻率和长度均相同,甲的横截面积是乙的3倍,将它们并联在电池两端,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由R=ρ可知;
甲的电阻与乙电阻的比值为1:3;故A正确,B错误;
C、两电阻并联,电压相等,则由P=可知,电功率与电阻成反比;故电功率之比为:3:1;故C错误,D正确;
故选:AD.
某一用直流电动机提升重物的装置,如图所示.电动机线圈的电阻为4Ω,重物的质量m=50kg.不计电源内阻及各处的摩擦.当电动机以v=0.6m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5A.(g取10m/s2)
(1)求电源的电动势E;
(2)求该装置的效率η.
正确答案
解析
解:(1)电动机的输出功率:P出=mgv=500×0.6W=300W
电动机的热功率:P热=I2R=52×4=100
故电动机的总功率:P=P出+P热=300+100=400W
根据P=EI,电源的电动势:E==
=80V
(2)该装置的效率:η==
答:(1)求电源的电动势E为80V;
(2)该装置的效率为75%.
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