- 恒定电流
- 共18115题
手机已是我们生活中普遍的通信工具,如图所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明,由此可知此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是( )
正确答案
解析
解:由手机电池外壳上的文字说明可知,4.2V是充电电压.电池的电动势是3.7V.700mAh是电池的容量,即放电电流与时间的乘积,所以平均工作电流I=.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
(2015秋•温州校级期末)如图所示,电源电动势为12V,电源内阻为l.0Ω,电路中的电阻R为1.5Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5Ω,闭合开关S后,电动机正常转动时,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:D、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D错误;
AC、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:P机=14 W-2W=12W,故A错误,C错误;
B、电源的输出的功率为:P输出=EI-I2R=12×2-22×1=20W,故B正确;
故选:B
如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω,当开关S断开时,电阻R1消耗的电功率是2.88W;当开关S闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W.若电源的电动势为6V,求:
(1)电源的内阻r;
(2)开关S闭合时,电动机输出的机械功率.
正确答案
解析
解:(1)当开关S断开时,
由P1=I12R1,得I1=0.6A,电源的电阻为:
r==
Ω=2Ω
(2)当开关S闭合时,由P2=I22R1,得:
I2==
=0.5A
R1的电压:
U=I2R1=4V
设干路中电流为I,则:
I==
=1A
通过电动机的电流:
IM=I-I2=0.5A
故电动机的电功率为:
P=UIM=4×0.5=2W
答:(1)电源内阻r为2Ω;
(2)当电键K闭合时,电动机正常工作的电压为4V,功率为2W;
已知有一规格为“220V 1000W”的电炉,求
(1)电炉正常工作时,通过电阻丝的电流.
(2)电炉的电阻值.
正确答案
解析
解:(1)根据公式P=UI知
电流为:I==
≈4.55A
(2)设电炉电阻为R,根据公式P=得:
R==
=48.4Ω
答:(1)电炉正常工作时,通过电阻丝的电流为4.55A.
(2)电炉的电阻值为48.4Ω.
如图所示的电路中,电源电动势为12V,内电阻为1Ω,R1=1Ω,R2=6Ω,电动机线圈电阻为0.5Ω,若开关闭合后通过电源的电流为3A,则R1上消耗的电功率为______W,电动机消耗电功率为______W.
正确答案
9
12
解析
解:R1消耗的电功率为:P1=I2R1=32×1W=9W,
R1两端电压:U1=IR1=3×1V=3V,
R2两端电压:U2=E-U内-U1=12-3×1-3V=6V,
通过R2的电流:,
过电动机的电流:IM=I-I2=(3-1)A=2A,UM=U2=6V,
电动机消耗的电功率为:PM=IMUM=2×6W=12W.
故答案为:9、12
图甲是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图.为了使用安全,电热水袋在用电加热到一定温度时温控开关S会自动切断电路,与此同时专用插头上的红色指示灯L会熄灭起提示作用.
(1)电热水袋里面一般用水作储能物质,除了水容易获得、成本低廉的原因外,还有一个重要原因是______.
(2)温控开关s的内部结构如图丙所示:双金属片由两层不同金属粘合而成,受热时二者膨胀的快慢不同,金属层______(填“a”或“b”)膨胀较快,达到一定温度时,双金属片向上拱起,从而切断电路.如果温控开关失灵,水温超过预定温度而不切断电源,热水袋会因内部压强过高而爆炸.为了更加安全,有的电热水器里使用双重温控开关保护,也就是把两个温控开关______起来使用.
(3)某电热水袋的性能指标如表,当热水袋中水原来的温度是10℃时,在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了,试求该电热水袋的效率.[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
正确答案
水的比热容大
a
串
解析
解:
(1)因为水的比热容较大,降低相同的温度,水放出的热量多,所以电热水袋里面一般用水作储能物质;
(2)双金属片受热时二者膨胀的快慢不同,金属层a膨胀较快,达到一定温度时,双金属片向上拱起,从而切断电路;
因为电热水袋里使用双重温控开关,也就是说只有这两个开关都闭合时,电热袋才可以工作,因此这两个开关是串联的;
(3)热水袋中的水的质量:
m=ρV=1000kg/m3×1×10-3m3=1kg,
温度从10℃升高到80℃,此过程中水吸收的热量是
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(80℃-10℃)=2.94×105J;
消耗的电能:
W=Pt=700W×10×60s=4.2×105J,
则该电热水袋的发热效率为η==70%.
故答案为:(1)水的比热容大;(2)a,串联;(3)该电热水袋的效率为70%.
汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗.如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为56A,若电源电动势为12.0V,电源内阻为0.05Ω,电流表内阻不计,不考虑电流变化对车灯电阻的影响.则因电动机启动,车灯的电功率减少( )
正确答案
解析
解:电动机未启动时,由E=I1(R+r)得,灯泡的电阻为R==
Ω=1.15Ω,车灯消耗的功率为P1=
=115W.
电动机启动时,路端电压为U2=E-I2r=9.2V,P2==73.6W
△P=P1-P2=41.4W.
故选A
如图所示,电源的电动势E=50V,内阻r0=1.0Ω,定值电阻R=14Ω.M为直流电动机,电枢电阻r未知,电动机正常运转时,电压表的度数为U=35V,在100s内电动机输出的机械能△E=3.3×103J,求:
(1)100s的内电源消耗的电能;
(2)直流电动机电枢的电阻r.
正确答案
解析
解:(1)由题意知R+r0分压为E-U=50-35=15V,故电路中总电流I==1A,100s内电源消耗的电能:W=EIt=50×1×100=5000J
(2)电动机消耗的电能:W′=UIT=35×1×100=3500J,W内=W′-△E=200J,r==2Ω
答:(1)100s的内电源消耗的电能5000J;
(2)直流电动机电枢的电阻2Ω.
一台国产XQB30-13型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如表所示,试根据表中提供的数据计算:(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣机脱水时,通过洗衣机的电流强度是______A.
(2)如洗衣、脱水的累计时间为40min,则洗衣机耗电______度.
正确答案
1.64
0.24
解析
解:(1)由表格知这台洗衣机在额定电压下脱水时,功率为:P=360W,额定电压为:U=220V
由P=UI得通过洗衣机的电流强度为:I==
A≈1.64A
(2)洗衣机消耗的电能:W=Pt=360W×h=240W•h=0.24 kW•h=0.24度.
故答案为:1.64,0.24.
一微型直流电动机线圈内阻一定.用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为U1=0.3V时,电流为I1=0.3A.松开转轴,在线圈两端加电压为U2=2V时,电流为I2=0.8A,电动机正常工作.试求:
(1)该电动机正常工作时输入的电功率;
(2)该电动机正常工作时的机械效率.
正确答案
解析
解:(1)电动机转动时,消耗的电能转化为内能和机械能,
其输入的电功率为:P入=I2U2=0.8×2W=1.6W;
(2)电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻:
Ω=1Ω,
电动机的机械功率:P机=P入-I2r=1.6W-0.82×1W=0.96W,
则该电动机正常工作时的机械效率×100%=
×100%=60%.
答:(1)该电动机正常工作时,输入的电功率是1.6W;
(2)电动机的机械效率是60%.
我们日常生活中使用的日光灯铭牌标有“220V 40W”.该日光灯工作一小时,消耗的电能为______J,该日光灯正常工作时的电流大小为______A.
正确答案
1.44×105
0.18
解析
解:工作一时间消耗的电能Q=Pt=40×3600=1.44×105J;
由P=UI可知,该日光灯工作时的电流大小为:
I==
=0.18A;
故答案为:1.44×105;0.18.
李明最近购买了一台冷热两用的空调,这台空调的说明书中主要数据如表所示.
(1)空调工作时应选如图中______孔插座(填“二”或“三”)
(2)空调正常制冷时电流为______A,连续正常制冷30min消耗的电能为______kW•h.
正确答案
三
6
0.66
解析
解:(1)为了防止当空调漏电时,发生触电事故,所以使外壳接上地线,空调工作时应使用三孔插座.
(2)空调工作时的制冷功率P冷=1320W;
I==6A
正常制冷30min消耗的电能:
W=P冷t=1.32kW×0.5h=0.66kW•h.
故答案为:(1)三;(2)6,0.66
如图所示的电路中,直流发电机E=250V,r=3Ω,R1=R2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为1000W,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:
(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?
(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大?
(3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?
(4)当接通几只电热器时,电阻R1、R2上消耗的功率最大?
(5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大?
正确答案
解析
解:不计用电器电阻随温度的变化,则每只电热器的电阻R0=Ω=40Ω,每只电热器的额定电流I0=
A=5A
(1)要使用电器正常工作,必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200V,因此干路电流
I==
A=10A
而每只电热器额定电流为5A,则电热器的只数n1==2
(2)要使电源输出功率最大,必须使外电阻等于内阻,由此可得电热器总电阻为R=r-(R1+R2)=[3-(1+1)]Ω=1Ω
故有n2==
=40
(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使电热器组得到的电功率最大.有的同学错误地认为电热器接得越多,总功率越大.这是没有考虑到外电阻的变化会影响电源输出功率的变化.这里,要注意到A、B两点间得到最大功率的条件,相当于把R1、R2视为等效(电源)内阻,要使电热器的总功率最大,必须使其总电阻为R′=R1+R2+r=(1+1+3)Ω=5Ω
所以n3==
=8
(4)要使R1、R2上消耗功率最大,必须使其通过的电流为最大,由此电路中总电阻必须最小.即当50只电热器全接通时,可满足要求.所以n4=50.
(5)要使实际使用的每只电热器中电流最大,则在保证UAB不超过200V的前提下使其值尽量地大,由第(1)问的讨论可知n1=2只时UAB=200V,若n5=1只,看似通过它的电流达到最大,但实际情况是:电热器被烧坏而无法工作,因此仍要取n5=2.
答:(1)当接通2只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作;
(2)当接通40只电热器时,发电机输出功率最大;
(3)当接通8只电热器时,电热器组加热物体最快;
(4)当接通50只电热器时,电阻R1、R2上消耗的功率最大;
(5)当接通2只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大.
在如图所示的电路中,电源电动势E恒定,内阻r=1Ω,定值电阻R3=5Ω.当开关S断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,则以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:取R=R3+r=6Ω,有:
Pab=()2•Rab=
当S断开前后有:
Rab•Rab′=R2=36Ω时,Pab=Pab′
将3Ω、6Ω代入方程成立,而将4Ω、5Ω代入方程不成立.故B正确,A错误.
又由Uab=E-=•R
知Rab变大时,Uab变大,C正确.
当Rab变化时,Uab-I图象如图乙所示.
图象的斜率k=||=R3+r=6Ω,D正确.
故选:BCD
在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,灯泡L的电阻大于电源的内阻r.闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,下列各物理量的变化情况正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电流表测量的电流是滑动变阻器右半部分电阻上的电流,在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,右半部分上的电阻值越来越大,而左半部分的电阻值越来越小,所以电流表的读数越来越小.故A错误;
B、D、在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,变阻器并联的总电阻先增大后减小,根据闭合电路欧姆定律分析可知,电路中的总电流I先减小后增大,灯泡L先亮后暗,路端电压先增大后减小,B错误D正确;
C、由于灯泡L的电阻大于电源的内阻r,变阻器并联的总电阻先增大后减小,所以电源输出功率先减小,后增大.故C错误.
故选:D
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