- 恒定电流
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(2015秋•宁德校级期中)如图所示,A、B两端的电压U恒为18V,电阻R1=20Ω,灯泡L标有“6V,1.8W”的字样,当灯泡L正常发光时,求:
(1)电阻R2的阻值
(2)电路消耗的总电功率P.
正确答案
解析
解:(1)灯泡L正常发光时,灯泡的电压为UL=6V,通过灯泡的电流为:
,
通过R1的电流为:
I=,
根据欧姆定律得:
,
(2)电路消耗的总电功率:
P=UI=18×0.6=10.8W.
答:(1)电阻R2的阻值为20Ω;
(2)电路消耗的总电功率P为10.8W.
一只规格“220V,100W”的白炽灯,接在220V的电路中,
(1)该灯正常工作时的电阻为多大.
(2)若每天使用3小时,该灯一个月消耗多少度电(一月按30天算)
正确答案
解析
解:由题意可知,电压为220V,功率为100W;
则由P=可知:
R==
=484Ω;
(2)W=Pt=0.1×3×30=9kw•h=9度;
答:(1)该灯正常工作时的电阻为484Ω;(2)每天3小时,该灯一个月消耗的9度电.
如图所示,E为电源电动势,r为电源内阻,R1为定值电阻(R1>r),R2为可变电阻,
以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电源的效率η=×100%,当R2取最大值时,电源的效率最大,故A错误;
B、根据P=I2R,电流最大时,R1上的功率最大.当外电阻最小时,即R2=0时,电流最大,R1上获得最大功率,故B错误;
C、将R1等效到电源的内部,R2上的功率等于等效电源的输出功率,当等效电源的外电阻等于内阻时,即R2=R1+r时,输出功率最大,即R2上的功率最大.故C正确;
D、当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大,外电阻与内电阻越接进,电源的输出功率越大,由于R1>r,故当R2=0时,电源的输出功率最大,故D错误;
故选:C.
在如图电路中,电源的电动势为4.8V,内阻为2.4Ω,R1=R2=4Ω,滑动变阻器R的阻值为0~8Ω,
求:(1)滑动变阻器的滑片在中央时,电压表和电流表的示数各是多少?
(2)电源的最大输出功率是多少?
(3)电源释放的最大功率是多少?
正确答案
解析
解:(1)滑动变阻器的滑片在中央时,滑动变阻器阻值为R=4Ω,R1与R并联后与R2串联,再与滑动变阻器的另一半串联,接到电源上,
R1与R并联后与R2串联的电阻为R′==6Ω,
则电路的总电阻R总=Ω
则并联部分的电压U=
即电压表的示数为2.4V,
则电流表的示数I=
(2)当外电路的电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,
此时电路中的总电流I′=
则
(3)当电路电流最大时,电源释放的功率最大,则滑动变阻器达到最右端,即电阻全部短路时,
答:(1)滑动变阻器的滑片在中央时,电压表的示数为2.4W,电流表的示数为0.8A;
(2)电源的最大输出功率是2.4W;
(3)电源释放的最大功率是9.6W.
如图所示,电阻R1=20Ω,电动机内阻的阻值R2=10Ω.当开关打开时,电流表的示数是I0=0.5A,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( )
正确答案
解析
解:当电键S断开时,由欧姆定律得,U=I1R1=10V.当电键S闭合后,通过R1的电流仍为0.5A,电动机的电流I2<=
A,故电流表的电流I<1.5A,电路中电功率P=UI<15W.
故ABC错误,D正确.
故选:D
一线圈电阻为4Ω的电动机接在220V的电源上,正常工作时电流强度为5A,求:
(1)电动机输出的机械功率
(2)电动机的功率.
正确答案
解析
解:(1)电动机输出的机械功率:;
(2)电动机的功率:P=UI=220V×5A=1100W;
答:(1)电动机输出的机械功率为1000W;
(2)电动机的功率为1100W.
串联或并联电路中各电阻分配到的电功率有大有小.串联电路中,电阻大的分配的功率______,所依据的公式是______;并联电路中,电阻大的分配到的功率______,所依据的公式是______.
正确答案
大
P=I2R
小
P=
解析
解:串联或并联电路中各电阻分配到的电功率有大有小.
串联电路中,根据公式P=I2R,电阻大的分配的功率大;
并联电路中,根据公式P=,电阻大的分配到的功率小;
故答案为:大,P=I2R,小,P=.
有一只风扇,标有“U、P”,电动机线圈电阻为R,把它接入电压为U的电路中,以下几种计算电风扇所发热量的方法,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的,所以每分钟产生的热量为Q=I2Rt;
由于是非纯电阻电路,故I<,故Q≠
,故A错误;
B、电风扇的功率为P,Q=Pt求解的是消耗的电能,不是发热量,故B错误;
C、由于I=,Q=I2Rt,故Q=(
)2•Rt,故C正确;
D、由于C正确,AB错误,故D错误;
故选:C.
(2016•温州模拟)中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家.报道称,新一代高速列车牵引功率达9000kW,持续运行速度为350km/h,则新一代高速列车沿全长约1300km的京沪线从北京到上海,在动力上耗电约为( )
正确答案
解析
解:列车从北京到上海的时间为:
t==
≈3.71h
在动力上耗电约为:
W=Pt=9000kW×3.71h=33390kW•h≈3.3×104kW•h
故选:A
在一个只有灯泡和电动机并联的电路中,电源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω,“8V,8W“的灯泡恰能正常发光,电动机M的线圈电阻R0=1Ω,求:
(1)电源的内电压和总电流;
(2)电动机的电流和电动机的输出功率.
正确答案
解析
解:(1)灯泡与电动机并联,则并联部分电压为8V,则内电压为:
U内=E-U=10-8=2V;
电流为:I==4A;
(2)灯泡电流为:IL==
=1A;
则由并联电路规律可得流过电动机的电流为:IM=I-IL=4-3=3A;
电动机的输出功率为:P出=UIM-IM2R0=8×3-9×1=15W;
答:(1)电源的内电压为2V;总电流为4A;
(2)电动机的电流为3A;电动机的输出功率为15W.
一盏电灯工作25h耗电1kW•h,这盏电灯的功率是______W.
正确答案
40
解析
解:这盏电灯的功率:
P==0.04kW=40W.
故答案为:40.
有三盏电灯L1、L2、L3,规格分别为“110V 100W”、“110V 60W”、“110V 25W”,在只能增加一个设备(或一个用电器),能使每盏灯都正常发光(要求设计的电路最节省电能).
求:(1)如果使用220V直流电源,应增加什么设备(或用电器)如何连接?说明理由,并在对应方框内画出电路图;
(2)如果使用220V交流电源,应增加什么设备或用电器)如何连接?说明理由,并在对应方框内画出电路图.
正确答案
解析
解:(1)使用220V直流电源应增加电阻器,电阻器的额定功率为15W,电路连接如右图所示.理由为只有左右两边的电阻相等才能各分压110V,使电灯都正常发光.
(2)使220V交流电应增加降压变压器,其中原副线圈匝数比为2:1,应能输出110V,三灯并联即能达到正常发光,电路如右图所示.
答:
(1)如果使用220V直流电源,应增加电阻器,“110V 60W”、“110V 25W”与电阻器并联,再与“110V 100W”串连接在220V直流电源上,画出电路图如图;
(2)如果使用220V交流电源,应增加变压器,三个电灯并连接在变压器的副线圈上,原线圈接在220V交流电源上画出电路图如图.
如图所示,有一台提升重物用的直流电动机M,电枢的内阻为r=0.60Ω,与电动机串联的定值电阻阻值为R=10Ω,电路两端的电压为U1=160V.图中理想电压表的示数为U2=110V.求:
(1)电动机的输出功率P1是多大?
(2)该电路的热功率P2是多大?
正确答案
解析
解: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=
电动机的电功率P=UI=110×5=550W,
电动机的热功率P热=I2r=25×0.6=15W,
所以电动机的机械功率P′=P-P热=550-15=535W
答:(1)电动机的输出功率P′是535W;
(2)热功率为535W.
在如图中,E=3.5V,r=1Ω,R1=R2=4Ω,R3=2Ω,则当K1、K2都接通时,R1上消耗的功率与K2接通K1断开时,R1上消耗功率之比为______.
正确答案
49:100
解析
解:当两开关均闭全时,R1与R2并联后与R3串联;外部总电阻R=+2=4Ω;
由闭合电路欧姆定律可知,总电流I==0.7A;
流过R1中的电流I1==0.35A;
则R1的功率P=I12R1=(0.35)2×4=0.49;
当K2闭合,K1断开时,R1与R3串联;则R1的功率P‘=()2R1=(
)2×4=1W;
故功率之比为:P:P′=0.49:1=49:100;
故答案为:49:100.
某一用直流电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r=1Ω,电动机两端电压恒为5V,物体A重20N.某时刻电路中的电流为1A,不计摩擦力,求:
(1)此时电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)此时电动机的输入功率和输出功率各是多少?10s内可以把重物A匀速提升多高?
(3)电动机对该重物的最大提升速度是多少?
正确答案
解析
解:(1)根据焦耳定律,热功率为
PQ=I2r=12×1 W=1 W.
(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积
P入=IU=1×5 W=5 W
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率
P出=P入-PQ=5 W-1 W=4 W.
电动机的输出功率用来提升重物,转化为机械功率,在10 s内P出t=mgh.
解得h==
m=2 m.
(3)当牵引力等于重力时,速度最大,根据v==
答:(1)此时电动机线圈电阻上消耗的热功率是1W;
(2)此时电动机的输入功率为5W,输出功率是4W,10s内可以把重物A匀速提升2m;
(3)电动机对该重物的最大提升速度是0.2m/s.
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