- 恒定电流
- 共18115题
如图用某一直流电动机来提升重物,重物的质量m=50kg.当电压U1=12V时没有提起重物,这时电流为I1=3A.当电动机的电压为U2=110V,重物被提起.不计各种摩擦,当重物向上运动的速率恒定时,电路中的电流强度I2=5.0A,求:重物被电动机匀速提升时的速率?(取g=10m/s2).
正确答案
解析
解:当电压U1=12V时没有提起重物,这时电流为:I1=3A,
根据欧姆定律知电动机电阻为:R==
=4Ω
根据能量转化和守恒定律得:
U2I2=mgv+I22R
代入数据为:110×5=50×10v+52×4
解得:v=0.9m/s
答:重物被电动机匀速提升时的速率为0.9m/s.
如图所示是利用电动机提升重物的示意图,其中D是直流电动机.P是一个质量为m的重物,它用细绳绕在电动机的轴上,闭合开关S,重物P以速度v匀速上升,这时电流表和电压表的示数分别是I=5A和U=220V,重物P匀速上升的速度v=0.4m/s,重物的质量m=50kg,g取10m/s2.求:
(1)电动机消耗的电功率P电;
(2)绳对重物做功的机械功率P机;
(3)电动机线圈的电阻R.
正确答案
解析
解:(1)根据电功率关系式有:
P电=UI=5×220W=1100W
(2)以物体为研究对象,由于物体匀速上升,有:
F-mg=0…①
P机=F•v…②
联解①②,代入数据得:P机=200W
(3)根据功能关系有:
P电=P机+P热…③
P热=I2R…④
联解③④,代入数据得:R=36Ω
答:(1)电动机消耗的电功率P电为1100W
(2)绳对重物做功的机械功率P机为200W
(3)电动机线圈的电阻R为36Ω.
有一直流电动机,内阻RM=0.6Ω,接在电路中,如图所示,R=10Ω,U=160V,电压表的读数为110V.则:
(1)输入电动机的电流是多少?
(2)输入到电动机的电功率是多少?
(3)电动机的机械功率是多少?
(4)该电路工作1h所消耗的电能是多少?
(5)若在工作中,电动机突然被卡住不转,则电压表的示数将是多少?
正确答案
解析
解:(1)电动机和电阻串联,所以电流相等,
电阻R两端电压U1=160-110=50V,
I==5 A.
(2)电动机的电功率P=UI=110×5=550W,
(3)电动机的热功率P热=I2R=52×0.6=15W,所以电动机的机械功率P机=P-P热=550-15=535W,
(4)该电路工作1h所消耗的电能Q=Pt=550×3600=1.98×106J.
(5)电动机突然被卡住不转,电动机为纯电阻电路,则电压表的示数U′=
答:(1)输入电动机的电流是5A;
(2)输入到电动机的电功率是550W;
(3)电动机的机械功率是535W;
(4)该电路工作1h所消耗的电能是1.98×106J;
(5)若在工作中,电动机突然被卡住不转,则电压表的示数将是9.06V.
小明家的窗式空调已用了多年,耗电功率已不再是说明书上的数值了,他想测出这台空调的耗电功率.于是他将家中的其他用电器全部关闭,单独打开空调,观察他家的电度表在2min内转了200转,且电度表中标有3000r/kW•h的字母,你能帮他测出他家空调的功率吗?
正确答案
解析
解:表盘上的字样说明表盘转动3000转时,电路消耗1度电(1kW•h),即在t=2min=120s内,电路消耗kW•h=
kW•h的电能,所以P=
=
×3.6×106×
W=2000W,即空调的耗电功率为2000W.
答:他家空调的功率是2000W.
某同学在研究微型直流电动机的性能时,采用如图所示的实验电路.调节滑动变阻器R的阻值,使电动机无法转动,此时电流表和电压表的示数分别为0.2A和0.3V.重新调节R的阻值,使电动机能够正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为1.0A和6.0V.(电流表、电压表均为理想电表)求:
(1)这台电动机的线圈电阻;
(2)电动机正常运转时的输出功率.
正确答案
解析
解:(1)电动机不转动时满足欧姆定律,电动机的电阻:Ω;
(2)电动机的总功率:P=U1I1=6V×1A=6W;
电动机自身电阻的热功率:PR=I12R=(1A)2×1.5Ω=1.5W;
电动机正常运转时的输出功率是:P输出=P-PR=6W-1.5W=4.5W.
答:(1)这台电动机的线圈电阻是1.5Ω;
(2)电动机正常运转时输出的机械功率是4.5W
在用直流玩具电动机提升砝码来测量效率的实验中,要测定的物理量有:砝码上升的高度H、砝码的重力G、电动机两端的电压U、通过电动机的电流强度I和提升砝码所用的时间t.计算电动机效率的表达式为(用每个量的字母表示)η=______.
正确答案
解析
解:电动机效率η的表达式,电动机效率η等于有用功与总功的比值,有用功W=GH,而总功W总=UIt.
则有:η=
故答案为:
(2015秋•佛山期末)有一直流电阻为5Ω的电动机和一盏标有“220V、55W”的灯泡串联后接在电压为380V的电路中时,灯泡正常发光,电动机正常运转,则此时( )
正确答案
解析
解:A、标有“220V、55W”的灯泡正常发光,故流过灯泡的电流:
I==0.25A
故A错误;
B、电动机的热功率:P热=I2r=0.252×5=0.3125W≈0.3W,故B正确;
C、电动机和灯泡串联,电流相等,为0.25A,故C错误;
D、电动机两端电压:U=U总-UL=380V-220V=160V,故D错误;
故选:B
如图是一电热水壶的铭牌,由铭牌可知,该电热水壶在额定电压下工作时,所使用的交流电压的最大值为______V,交流电的周期为______s.
正确答案
220
0.02
解析
解:由图知电水壶的额定电压为220V,频率为50Hz,则所使用的交流电压的最大值,
周期T==
=0.02s;
故答案为:220,0.02
如图所示,电源的电动势为30V,内电阻为1Ω,一个标有“6V,12W”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机申联.开关闭合后,电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为( )
正确答案
解析
解:电路中电灯正常发光,所以UL=6V,
则电路中电流为=
=2A,
电动机两端的电压UM=30-Ir-6=30-2×1-6=22V;
则电动机输出的机械功率P出=P电-P热=UMI-I2RM=22×2-4×2=36W;
故选:A.
如图所示电路,灯L1标有“24V 16W”灯L2标有“12V 16W”两灯串联后接在电压为U的电路中,要保证两灯不损坏,求:
(1)亮灯的实际功率之比?
(2)灯L1两端电压与总电压U 之比?
正确答案
解析
解:(1)由P=UI可知,
I1==
A,
由P=可知:
R1==36Ω;
I2==
A,
R2==9Ω;
因为串联电路中处处电流相等,并且为了使它们都不烧坏,则电路中的电流选择较小的一个,即电路中的电流为I1;
故两灯实际功率之比:P1′:P2′=I12R1:I12R2=R1:R2=36Ω:9Ω=4:1;
(2)为了使它们都不烧坏,则电路中的电流选择较小的一个,加在它们两端电压U的最大值:U=I1(R1+R2)=A×(36Ω+9Ω)=30V;
U1:U=I1R1:U=A×36Ω:30V=4:5.
答:(1)两灯的实际功率之比为4:1;
(2)灯L1两端电压与总电压U 之比为4:5.
如图所示电路中,六个电阻的阻值均相同,由于对称性,电阻R2上无电流流过.已知电阻R6所消耗的电功率为1W,则六个电阻所消耗的总功率为( )
正确答案
解析
解:据题分析知电阻R2上无电流流过,R1与R3串联,R4与R5串联,三条支路并联.根据串、并联电路的特点,R1、R3、R4、R5的电压和电流分别等于R6电压、电流的一半,
由功率公式P=UI可知,这四个电阻的功率为R6功率的,则六个电阻所消耗的总功率为 P总=P6+4×
P6=2P6=2×1W=2W
故选:D.
如图所示,四盏灯的额定功率均相同,额定电压都是110V,现都正常发光,若电源电压不变,当断开电键K时,将出现 ( )
正确答案
解析
解:四盏灯的额定功率均相同,额定电压都是110V,开关闭合时都正常发光,此时ac两灯并联,bd两灯并联,两部分并联的总电阻相等.当断开电键K时,c灯的电阻大于ac并联的电阻,则c灯的电阻大于bd并联的总电阻,根据串联电路分压特点得知,c灯的电压将大于bd并联电压,所以c灯的电压大于110V,超过其额定电压,将被烧坏,b、d灯不亮.
故C正确,ABD错误.
故选C
如下图所示,直线B为电源的U-I图象,直线A为电阻R的U-I图象,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的效率分别是( )
正确答案
解析
解:A、B由直线a可知R==
Ω=1Ω,由直线b可知E=3V,r=
=
Ω=0.5Ω.电源的输出功率:
P出=I2R=()2•R=(
)2×1W=4W.故A正确,B错误.
C、D电源的效率η==
×100%=
×100%≈67%.故C错误,D正确.
故选AD
锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中.现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电能转化为化学能和热能,根据能量守恒定律,有:UI=I2r+P,故P=UI-I2r,故A正确
B、充电器输出的电功率为:P输出=UI,故B错误
C、电池产生的热功率为P损=I2r.故C正确
D、锂电池不是纯电阻元件,故电压U不是全部加在内阻上,故D错误
故选:AC.
如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=lΩ,当可变电阻R=3Ω时,电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻RD=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求:
(1)电动机的输出功率;
(2)现将电动机D换成阻值为3.5Ω的定值电阻R0,当可变电阻的阻值为何值时,其消耗的功率最大,最大功率是多少?(灯泡电阻保持不变)
正确答案
解析
解:(1)由题,“3V,6W”的灯泡L正常发光,则通过灯泡的电流等于额定电流,则电路中的电流大小为:I==2A.
直流电动机D能正常工作,其两端的电压等于额定电压,则有:
UM=E-I(R+r)-UL=20-2×(4+1)-3=7V
则电动机的输出功率:P出=UMI-I2RD=7×2-4×1=10W;
(2)灯泡的电阻为:,把R0和灯泡都看成电源内阻,则当可变电阻的阻值等于内阻时,其消耗的功率最大,
此时有:R=3.5+1+1.5=6Ω,
最大功率为:P=
答:(1)电动机的输出功率为10W;
(2)当可变电阻的阻值为6Ω时,其消耗的功率最大,最大功率是33.3W
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