- 恒定电流
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一盏额定功率为40W的安全灯,它的额定电压为36V,用变压器(可视为理想变压器)将220V交变电压降为36V对该灯供电,在接通电路后,所用变压器的( )
正确答案
解析
解:A、原、副线圈的端电压之比等于匝数之比220;36=55:9,A错误,B正确;
C、灯泡的额定电流为I=A,电流与匝数成反比,原线圈中通过的电流约为
=0.182A,故C错误;
D、原副线圈的输入功率等于输出功率为40W,故D错误;
故选:B
如图中电源的电动势为E=6V,内阻为r=2Ω,R1为1Ω,R2全阻值为6Ω,试求
(1)R1的最大功率.
(2)滑动变阻器阻值多大时,电源的输出功率最大,输出的最大功率是多少?
(3)滑动变阻器阻值多大时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是多少?
正确答案
解析
解:(1)当滑动变阻器阻值为0时,电路中电流最大,R1的功率最大,此时电路中电流为:
I1==
A=2A
R1的最大功率为:
P1max==22×1W=4W
(2)当R1+R2=r时,电源输出功率最大.
即:R2=r-R1=2-1=1Ω
电源的最大输出功率为:Pmax==
W=4.5W
(3)当R2=R1+r=1+2=3Ω 电阻R2的电功率最大,电阻R2的最大电功率为:P2max==
W=3W
答:(1)R1的最大功率是4W.
(2)滑动变阻器阻值为1Ω时,电源的输出功率最大,输出的最大功率是4.5W.
(3)滑动变阻器阻值为3Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是3W.
如图所示,已知电源电动势为20V,内阻不计,当接入固定电阻R=5Ω时,电路中标有“3V 6W”的灯泡L和内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作,求:
(1)电路中的电流强度?
(2)电动机的额定工作电压?
(3)电源的总功率?
正确答案
解析
解:(1)串联电路中灯L正常发光,电动机正常工作,则电路中电流强度等于灯L的额定电流. 则得:
I==
=2A
(2)电路中的电动机是非纯电阻电路.电路中有:
E=UR+UL+Um+Ir
故电动机的额定电压为:
Um=E-UR-UL-Ir=E-I(R+RL+r′)=20-2×(5++0.5)V=6V
(3)电源总功率为:P总=IE=2×20W=40W.
答:(1)电路中的电流强度为2A.(2)电动机的额定工作电压为6V.(3)电源的总功率为40W.
电饭锅工作时有两种状态:一是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态.如图是电饭锅的电路图,R1是电阻,R2是加热用的电阻丝.当S闭合时的状态是( )
正确答案
解析
解:(1)在纯电阻电路中,由电功率公式P=可以知道,S接通时,R1被短路,电阻丝R2的功率最大,电饭锅处于加热状态;
故选:A.
在如图所示的电路中,R1、R2和R3均为定值电阻,R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值,闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器的右端向左端滑动的过程中,下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、滑片P由滑动变阻器的右端向左端滑动的过程中,电阻R0的左半部分与R1串联然后与R0的右半部分并联,并联电阻先变大后变小,所以电路总电阻R先变大后变小,电源电压U不变,电路电流I=先变小后变大,电阻R2不变,电压表V2的示数U2=IR2,先变小后变大,故A错误;
B、电流I先变小后变大,电阻R2与R3不变,所以电压U23=I(R2+R3)先变小后变大,并联电压U并=U-U23,先变大后变小,电阻R1所在支路电阻R1支路逐渐减小,所以电流I1=电流增大,电流表A2示数增大,电阻R1的功率P1=I1R1功率变大;I2=I-I1,电流表A1示数变小,故B正确,C错误.
D、电流I先变小后变大,电阻R3不变,电阻R3两端的电压U3=IR3,先变小后变大,因此电压表V1的示数U1=U-U3,先变大后变小;电阻R3的功率P3=I2R3先变小后变大,故D正确;
故选:BD.
(2015秋•洛阳期末)三个定值电阻R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω,它们的串并联关系如图所示,在A、B两端加以恒定电压后,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:R2和R3并联的总电阻R并==6Ω,A、B两端之间的总电阻为R总=R1+R并=10Ω,设A、B两端之间的恒定电压为U
A、通过R1的电流,通过R2的电流
,通过R3的电流
,则通过R1、R2和R3的电流之比为
=3:2:1,A错误;
B、R1两端的电压为,R2两端的电压为
,R2和R3并联,则R3两端的电压U3=U2=
,故R1、R2和R3两端的电压之比为2:3:3,B正确;
C、R1的电功率P1=I1U1=,R2的电功率P2=I2U2=
,R3的电功率P3=I3U3=
,则R1、R2和R3电功率之比为2:2:1,C正确;
D、因为R1、R2和R3为纯电阻,则其热功率等于电功率,则R1、R2和R3热功率之比也为2:2:1,D错误;
故选:BC.
如图所示电路,电源内阻不可忽略.开关S闭合后,在变阻器R的滑动端P向下滑动过程( )
正确答案
解析
解:
A、B、在变阻器R的滑片向下滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,变阻器R与R2并联电阻R并减小,则外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I增大,路端电压U减小,则电压表示数减小.
并联部分电压U并=E-I(R1+r),I增大,E、R1、r均不变,则U并减小,故电流表示数减小.故AB错误.
C、干路电流I增大,由功率公式P=I2R分析得知,R1上消耗的功率增大.总电流增大,电流表示数减小,则通过R的电流增大,由P=I2R可知R的功率变化不能确定,故C错误.
D、由于U并减小,据公式P=分析知,R2消耗的功率减小.电源的总功率P总=EI,E不变,I增大,则电源的总功率增加.故D正确.
故选:D
在一次闪电的过程中,流动的电荷量大约为300C,持续的时间大约是0.005s,所形成的平均电流强度为多大?这些电荷量如以0.5A的电流强度流过电灯泡,可使灯泡照明多长时间?
正确答案
解析
解:所形成的平均电流强度为I==
=60000A,
这些电荷量如以0.5A的电流强度流过电灯泡,可使灯泡照明的时间为t=
答:所形成的平均电流强度为60000A,可使灯泡照明的时间为600s.
一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后,消耗的功率为66W.求:
(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流强度;
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率;
(3)电风扇正常工作时电动机的效率.
正确答案
解析
解:(1)由P入=IU得I==
A=0.3 A
(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率
P内=I2r=0.32×20 W=1.8 W
电风扇正常工作时转化为机械能的功率
P机=P入-P内=66 W-1.8 W=64.2 W
(3)电风扇正常工作时电动机的效率
η=×100%=
×100%≈97.3%
答:(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流强度是0.3A;
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率64.2W;
(3)电风扇正常工作时电动机的效率是97.3%.
关于电功,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电功的实质是电场力所做的功,故A正确;
B、电功是指电流做功的多少,是电能转化为其他形式的能,对于非纯电阻电路,电能部分转化为内能,产生热量,故B错误;
C、由于电阻的存在,金属导体内的自由电子定向移动的平均速度不变,电场力做功使得电能转化为焦耳热,故C错误;
D、电流流过电动机做功时,电能一部分通过线圈发热转化为焦耳热,一部分转化为机械能输出,电动机的总功率大于热功率,故D错误;
故选:A.
一台发电机,输出的功率为1000kW,所用输电导线的电阻是10Ω,输电线路的电压为5kV,求
(1)导线上的电流
(2)导线上损失的热功率.
正确答案
解析
解:(1)由P=UI可得,当发电机接到输电线路的电压为5000V时,
导线上的电流为:
(2)当发电机接到输电线路的电压为5000V时,
在导线上损失的热功率为:P损=I2R=2002×10W=4×105W
答:(1)导线上的电流为200A;(2)在导线上损失的热功率为4×105W.
如图所示,直线OAC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OBC为同一直流电源内部热功率Pr,随电流I变化的图线.若A、B对应的横坐标为2A,那么线段AB表示的功率及I=2A对应的外电阻是( )
正确答案
解析
解:电源的总功率P=EI,C点表示I=3A,P=9W,则电源的电动势E=3V.
由图看出,C点表示外电路短路,电源内部热功率等于电源的总功率,则有P=I2r,代入解得,r=1Ω,所以AB段表示的功率为PAB=EI′-I′2r=3×2-22×1(W)=2W.
根据闭合电路欧姆定律,有I=,解得:R=
=
=0.5Ω
故选:A
如图所示,三个电阻R1、R2、R3的阻值相同,允许消耗的最大功率分别为10W、10W、4W,则此电路允许消耗的最大功率为( )
正确答案
解析
解:由题意知R1=R2=R3=R,P1=10W,P2=10W,P3=4W,
首先分析两个并联电阻R2、R3所允许的最大消耗功率.因为R2与R3并联,则两端电压相等,所以由公式P=知道,R2与R3所消耗的功率一样.已知告诉我们,R2与R3本身允许的最大功率分别是10W和4W,所以R2、R3在电路中允许最大功率只能是4W,否则会超过R2的允许功率.
再分析R1在电路中允许的最大功率.把R2与R3看成一个并联电阻R‘,则电路就是R1与R串联,而串联电路所流过的电流一样,再由P=I2R知道,R1与R'所消耗功率之比等于=2.所以R1上消耗的功率是并联电阻R'上的两倍.如果R2、R3的功率都为4W,则R'的功率就是4W+4W=8W,则R1的功率是2×8W=16W,这样就大于10W,显然不可以.所以只能是R1功率为10W,则R'是R1的功率一半就是5W,而R2与R3的消耗功率一样,所以R2与R3的消耗功率均是R'的一半,为2.5W.
最后计算,R1功率为10W,则R2为2.5W,R3为2.5W.所以总功率最大为10W+2.5W+2.5W=15W.
故选B.
一台小型电动机在3V电压下工作,通过它的电流是0.2A,此情况下电动机提升一重为4N的物体,在30s内物体匀速上升了3m.不计除电动机线圈热效应以外的其他能量损失.
(1)求在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量是______.
(2)若电动机的转子突然被卡住不动,则其发热的功率为多大______.
正确答案
6J
1.8W
解析
解:(1)电动机在30s内输入电能为:
W电=UIt=3×0.2×30J=18J
重物增加的机械能为W机=Gh=4×3J=12J
根据能量守恒,电动机产生的热量为
Q=W电-W机=18-12=6J
(2)电动机的内阻为:
有Q=I2Rt得
R=5Ω
电动机卡住后电功率全部转化为热功率
P=W=1.8W
故答案为:(1)6J;(2)1.8W.
理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,直到热风将头发吹干.设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联后接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P,则有( )
①P=IU ②P=I2(R1+R2) ③P>IU ④P>I2(R1+R2)
正确答案
解析
解:①③、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,而③错误.
②④、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②错误,④正确.
故选:B.
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