- 恒定电流
- 共18115题
如图所示所示的电路,A、B、C为三个相同的灯泡,其电阻大于电源内阻,当变阻器R的滑动触头P向上移动时( )
正确答案
解析
解:A、B当变阻器的滑动触头P向上移动时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,总电流I增大,A灯变亮.A灯和电源的内电压增大,并联部分电压减小,B灯变暗.由总电流增大,而通过B灯的电流减小,可知通过C灯的电流增大,C灯变亮.故A错误,B正确.
C、D、由题意,A、B、C三个灯泡的电阻都大于电源内阻,根据推论:外电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,则知,当变阻器的滑动触头P向上移动时,外电路总电阻减小,电源输出的电功率增大.故C错误,D正确;
故选:BD
测定直流电动机的效率”实验中,有以下器材:
直流电动机(带长轴,额定电压4.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、盛砝码的小盘(质量已知)、停表、弹簧秤、砝码若干、细绳一根、天平、导线等.
(1)以上实验器材中哪些是多余的?______和______;
(2)为完成这个实验还需要哪些实验器材?______和______;
(3)写出直流电动机的效率的表达式:______.
正确答案
解析
解:(1、2)电动机效率η等于有用功与总功的比值,有用功为电动机克服物体重力做的功W有=mgh,电动机的电功是总功W总=UIt.要测量有用功,可使重物匀速上升h,测量高度和物体的质量,需要刻度尺,因盛砝码的小盘和砝码的质量己知,不需要弹簧称和天平;
要测量总功,必须提供电源,使电动机能正常工作,再测量电动机两端的电压和通过它的电流,以及提升物体所用的时间t.
故以上实验器材中弹簧称和天平是多余的,还需要电源和刻度尺.
(3)电动机效率η的表达式为 η=×100%
故答案为:
(1)弹簧秤和天平,(2)电源和刻度尺,(3)η=.
如图所示,U-I图线上,a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,b点α=β,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在b点时,因为α=β,所以直线ob的斜率大小与直线ac的斜率大小相等,所以此时外电阻和电源的内电阻的大小相等,此时电源的输出功率最大,所以A正确;
B、电源的总功率为P=EI=,所以在电路的总电阻最小的时候,电源的功率最大,在a点时,电路的总电阻最小,所以此时的总功率最大,所以B错误;
C、由AB的分析可知,在b点时电源的输出功率最大,在a点时,电源的总功率最大,所以从a→b时,β角越大,电源的总功率在减小,电源的输出功率在增大,所以C错误;
D、由AB的分析可知,在b点时电源的输出功率最大,在a点时,电源的总功率最大,在c点时,电源的总功率最小,所以从c→b时,β角越小,电源的总功率在增加,电源的输出功率在减小,所以D错误.
故选A.
一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0.3V,电流为0.3A.松开转轴,在线圈两端加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作.求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?
正确答案
解析
解: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:
r==
Ω=1Ω
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=I1U1=0.8×2 W=1.6 W
电动机的机械功率:P机=P入-I2r=1.6 W-0.82×1 W=0.96 W
答:该电动机正常工作时,输入的电功率是1.6W,电动机的机械功率是0.96W.
如图电路电源电动势ε=10V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,当电键k断开时,电阻R2消耗的电功率为4W;电键k闭合后,R2和R3的并联电路消耗的总功率也是4W.求:
(1)R2和R3的阻值;
(2)k闭合前后,R1消耗的电功率分别为多少?
正确答案
解析
解:(1)当电键k断开时,电阻R2与R1串联连接到电源上,
P2=()2R2
解得:
R2=16Ω 或R2=1Ω
R2和R3并联的电阻为:R23=
则:
P23=()2R23
得:R23=16Ω 或R23=1Ω
由电阻并联的特点,R2=1Ω和R23=16Ω,均舍去,
故R2=16Ω,R3=Ω
(2)K闭合前:R1消耗的电功率为P1=()2R1=
=0.75W
开关闭合后,R1消耗的电功率为:
P′1=()2R1=12W
答:(1)R2和R3的阻值分别为16Ω 和 Ω;
(2)k闭合前后,R1消耗的电功率分别为0.75W和12W.
如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r=1Ω,电动机两端电压为5V,电路中的电流为1A,物体A重20N,不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?
(3)10s内,可以把重物A匀速提升多高?
(4)这台电动机的机械效率是多少?
正确答案
解析
解:(1)根据焦耳定律,热功率为:P热=I2r=12×1W=1W.
(2)输入功率为:P入=IU=1×5W=5W,
输出功率为:P出=P入-PQ=5W-1W=4W;
(3)电动机的输出功率用来提升重物在10s内,有:
P出t=mgh.
解得:h==2m.
(4)机械效率为:η=×100%=
100%=80%.
答:(1)电动机线圈电阻消耗的热功率为1W;
(2)电动机输入功率为5W,输出功率为4W;
(3)10s内电动机可以把重物匀速提升2m;
(4)这台电动机的机械效率是80%.
要使电热器在单位时间内产生的热量减小一半,可以( )
正确答案
解析
解:A、由W=I2Rt可得,电阻不变,通过导体的电流减少一半时,电流所做的功将变为原来的,故A错误;
B、由W=t可得,U不变,使电热丝的R增大一倍,则电流所做的功变为原来一半,故B正确;
C、由W=t可得,电阻不变,电压变为原来的一半,则电流所做的功变为原来的
,故C错误;
D、由W=t可得,U不变,电热丝的R增大为原来的
倍,则电流所做的功变为原来
,故D错误.
故选B
某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中,如图中的a、b、c所示.则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI,Pr=I2r,可知,a是直线,表示的是电源消耗的总电功率,b是抛物线,表示的是电源内电阻上消耗的功率,c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR,所以AB错误;
C、在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC,所以C正确;
D、当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时即为b、c线的交点M时的电流,此时电流的大小为=
,功率的大小为
,a、b线的交点N表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr随相等,此时只有电源的内电阻,所以此时的电流的大小为
,功率的大小为
,所以横坐标之比为1:2,纵坐标之比为1:4,所以D正确.
故选CD.
表为某牌子的电动车
电动车工作在额定状态,则:
(1)工作电流多大?
(2)电动机内阻多大?
(3)若在平直公路上匀速行驶,则人及车受的阻力为人车重力的多少倍.
正确答案
解析
解:(1)输入电机的功率
P入=W=320 W
由P入=UI可得电动车的工作电流为:
I=A=6.67A.
(2)电动机内耗热功率Pr=P入-P出=320W-240W=80W
由Pr=I2r可得
r=Ω=1.8Ω.
(3)平直公路上匀速行驶,则
F阻=F=N=43.2 N
k==0.0 4.
答:(1)工作电流为6.67A.
(2)电动机内阻1.8Ω.
(3)人及车受的阻力为人车重力的0.0 4倍.
如图所示的电路,输入电压U恒为18V,灯泡L上标有“6V 12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω.当灯泡正常发光时,求:
(1)通过灯泡L的电流;
(2)电动机的输入功率;
(3)电动机输出的机械功率.
正确答案
解析
解:(1)电动机两端的电压U1=U-UL=18-6V=12V,整个电路中的电流I=,
(2)电动机的输入功率P=U1I=12×2W=24W.
(3)电动机的热功率P热=I2RM=4×0.5W=2W,则电动机的输出功率P2=P-I2RM=24-2W=22W.
答:(1)通过灯泡L的电流为2A;
(2)电动机的输入功率为24W;
(3)电动机输出的机械功率为22W.
如图所示,M是一个玩具电动机,合上开关S后,发现电动机的转速比正常慢,用一只电压表去测量ab两点电压,当S断开时Uab接近15V,当S闭合时Uab=0.6V,则可以断定( )
正确答案
解析
解:根据题意可知,闭合开关用电压表测a与b间电压,路端电压为0.6V;断开开关S,a与b间电压为电源电动势15V,
根据:U=E-Ir可知,当r比较大时,内阻所占电压较大,此时路端电压较小,原因是电池过旧,内阻过大.故A正确.
故选A
如果家里的微波炉(800W)和洗衣机(400W)平均每天工作1h,电视机(100W)平均每天工作2h,则一个月的耗电量为______kW•h,每kW•h电费为0.70元,则每月应交电费为______元.(每月按30天计算.)
正确答案
42
29.4
解析
解:一个月消耗的电能W=(P微波炉t+P洗衣机t+P电视机t′)n=(0.8kW×1h+0.4kW×1h+0.1kW×2h)×30=42kW•h;
每月要交的电费:42KW•h×0.7元/KW•h=29.4元.
故答案为:42;29.4
如图所示的电路中,电源电动势为12V,内电阻为1Ω,R1=1Ω,R2=6Ω,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,若此时电动机恰能以2m/s的速度提升质量为0.5kg的物体,则电动机线圈的电阻为______Ω.(g=10m/s2)
正确答案
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:I2=,
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.
机械功率P机=mgv=5×2=10W,
则
解得:r=0.5Ω
故答案为:9、12、0.5
如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,L1、L2两灯均正常发光,R1为定值电阻,R为一滑动变阻器,P为滑动变阻器的滑片,若将滑片P向上滑动,则( )
正确答案
解析
解:若将滑片P向上滑动,则总电阻增大,回路总电流减小,路端电压增大,故灯泡L1变亮,通过的电流增大;
总电流减小,通过R1的电流减小,其分压减小,消耗功率减小,右边并联支路的电压增大,L2变亮;
电源的效率η=增大.
故选:C
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,将重物用细绳拴在电动机的轴上.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=5.0A和U=110V,重物P上升的速度v=0.50m/s.已知电动机损失的能量全部转化为电动机线圈的电热,重物的质量m=30kg.(g取10m/s2)
求:(1)电动机的输出功率P出;
(2)电动机线圈的电阻r.
正确答案
解析
解:(1)电动机损失的能量全部转化为电动机线圈的热量,电动机的输出功率即为绳子拉力对重力做功功率,即P出=PT
因为是匀速运动,有T=mg
可知PT=mgv=300×0.5=150W
则P出=mgv=300×0.5=150W
(2)有题设条件可知P电=P出+P热
有
由以上两式可得r=4Ω
答:(1)电动机的输出功率P出为150W;
(2)电动机线圈的电阻r为4Ω
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