- 恒定电流
- 共18115题
如图所示,线段Ⅰ为某电源的U-I图线,线段Ⅱ为某电阻的U-I图线,以它们两个组成闭合电路时,求:
(1)电源的电动势和内阻分别为多少?
(2)电源的输出功率P出为多大?
(3)电源内部消耗的电功率是多少?
(4)电源的效率η为多大?
正确答案
解析
解:(1)从A的图线可读出
电源的电动势 E=3V,
内阻 r=Ω=0.5Ω;
(2)从图象的交点可读出:路端电压 U=2V,电路电流 I=2A
则电源的输出功率为 P出=UI=2×2W=4W.
(3)电源内部损耗的电功率P内=I2r=22×0.5W=2W.
(4)电源的总功率为P总=IE=2×3W=6W,
故电源的效率为η=×100%=
=66.7%.
答:(1)电源的电动势为3V,内阻分别为0.5Ω.
(2)电源的输出功率P出为4W.
(3)电源内部损耗的电功率是2W.
(4)电源的效率η是66.7%.
如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象,直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象,直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象.将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么有( )
正确答案
解析
解:电源的效率η==
=
,由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,b电源的内阻r较小,R接到b电源上,电源的效率较高.
当电阻R与电源组成闭合电路时,电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示工作状态,交点的纵坐标表示电压,横坐标表示电流,两者乘积表示电源的输出功率,由图看出,R接到a电源上,电压与电流的乘积较大,电源的输出功率较大.
故选:AC.
一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示.根据表中提供的数据,计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时,通过电热水器的电流约为( )
正确答案
解析
解:电热水器加热时的电流I==
≈4.5A;
故选:C.
电动机通过一绳子吊起一个质量为8kg的物体,已知绳子所能承受的最大拉力为120N,电动机的额定功率为1200W,电动机实际功率可调,不计额外功,g取10m/s2,求:
(1)电动机吊起此物体的最大加速度;
(2)电动机以最大加速度由静止开始匀加速吊起此物体所能持续的最长时间;
(3)电动机吊起此物体的所能达到的最大速度;
(4)电动机能否以额定功率将此物体由静止开始吊起?请简要说明理由.
(5)欲将此物体由静止开始用最快的方式吊高90m所需的时间是多少?(已知此物体被吊高至接近90m时已经开始匀速上升)
正确答案
解析
解:(1)当拉力最大时,加速度最大,根据牛顿第二定律得:
最大加速度为:a=
(2)当达到额定功率时,匀加速运动速度最大,则最大速度为:v=,
则匀加速运动的时间为:t=
(3)当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,此时有:F=mg
根据P额=Fvm
可得:
(4)不能
理由:当电动机以额定功率启动时,根据,开始速度很小时,牵引力
将很大,而绳子能承受的最大拉力为120N,这时绳子就会断裂,因此,电动机不能以额定功率将此物体由静止开始吊起.
(5)A→B 物体以最大加速度作匀加速直线运动
所能持续的时间是t1=2s
上升高度:m
B→C 物体先作变加速直线运动,再作匀速直线运动
当a=0,即绳子拉力F=mg时速度达到全过程最大.为:m/s
根据动能定理:…②
h2=h-h1=90-10=80m…③
将①③带入②中,可得t2=5.75s
所以t=t1+t2=2+5.75=7.75s
答:(1)电动机吊起此物体的最大加速度为5m/s2;
(2)电动机以最大加速度由静止开始匀加速吊起此物体所能持续的最长时间为2s;
(3)电动机吊起此物体的所能达到的最大速度为15m/s;
(4)不能,理由:当电动机以额定功率启动时,根据,开始速度很小时,牵引力将很大,而绳子能承受的最大拉力为120N,这时绳子就会断裂.
(5)欲将此物体由静止开始用最快的方式吊高90m所需的时间是7.75s.
一台电动机额定电压是220V,额定功率是2.2KW,线圈的电阻是5Ω
(1)电动机起动时,转子尚未转动,电流是多少安?
(2)电动机正常工作时电流是多少安?
(3)电动机正常工作时输出功率是多少?
正确答案
解析
解:(1)电动机刚起动不转时,此时可以看成是纯电阻电路,I==
=44A
(2)据P=UI,I==
=10A
(3)因P热=I2R=102×5=500W=0.5KW 则 P出=P-P热=2.2-0.5=1.7KW
答:(1)电动机起动时,转子尚未转动,电流是44安.
(2)电动机正常工作时电流是10安.
(3)电动机正常工作时输出功率是1.7KW.
如图所示,两只相同的白炽灯D1、D2串联后接在电压恒定的电路中.若D1的灯丝断了.经过搭丝后(搭丝后灯泡电阻减小)与D2串联,重新接入原来的电路.假设在此过程中,灯丝电阻随温度变化的因素可忽略不计,每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压,则此时每只灯泡所消耗的功率与原来各自的功率相比( )
正确答案
解析
解:因D1的灯丝搭接后,其电阻R1变小,由可知I变大,由P2=I2R2知D2的功率变大;
由P1=I2R1==
,由数学知道可知:当
时,即D1灯丝未断时,R1=R2,P1最大,D1灯丝搭接后R1
如图所示,三个灯泡上分别标有“110V、40W”“110V、25W”“110V、5W”等字样,当三个灯泡以几种不同的方式连接在电路中,只要调节可变电阻R,并在AB间加 220V的交流电,都可以使三个灯泡正常发光.当三个灯泡都正常发光时,电路中消耗的总功率可能是( )
正确答案
解析
解:由题意可知,三个灯泡均正常发光,故三个灯泡的功率之和为:P=40+25+5=70W;
三个灯泡的额定电流分别为:A;
A和
A;
当R与40W灯泡并联时,因为流过40W灯泡的电流越过另两个灯泡电流之和;故不可能使三灯均正常发光;
当R与25W灯泡并联时,流过R的电流为A;故R消耗的功率PR=110×
=20W;总功率为:70+20=90W;
当R与5W灯泡并联时,流过R的电流为:A;故R消耗的功率为:110×
=60W;总功率为:70+60=130W;
故正确答案为:BC;
故选:BC.
一个直流电动机所加电压为U,电流为I,线圈内阻为R,当它工作时,下述说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、电动机的总功率为P=UI,由于是非纯电阻电路,故I,故P≠
,故A错误;
B、电动机的发热功率,根据焦耳定律,P热=I2R.故B正确.
C、电动机的输出功率P出=P-P热=UI-I2R.故C正确.
D、因为P>P热,即UI>I2R,U>IR,欧姆定律不适用.故UI≠I2R≠,故D错误.
本题选错误的
故选:AD.
如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5V.当电阻箱R读数______Ω,电源的输出功率最大,最大值Pm=______W.
正确答案
解析
解:由闭合电路欧姆定律:
E=U1+r
E=U2+r
联立上式并代入数据解得:
E=6V
r=1Ω
由电源输出电功率表达式:P=R
将上式变形为:P=
由上式可知R=r=1Ω时,P有最大值为Pm==
=9W;
故P的最大输出功率为9W.
故答案为:1,9.
将阻值随温度升而减小的热敏电阻Ⅰ和Ⅱ串联,接在不计内阻的稳压电源两端.开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等,保持Ⅰ温度不变,冷却或加热Ⅱ,则Ⅱ的电功率在( )
正确答案
解析
解:将热敏电阻Ⅰ看成电源的内阻,开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等,根据数学知识分析得知此时电源的输出功率最大,即Ⅱ上消耗的电功率最大,所以无论温度升高还是降低,Ⅱ阻值增大或减小,Ⅱ上消耗的电功率都变小.故C正确.
故选:C.
如图所示,直线a、抛物线b和曲线c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P、电源内部发热功率Pr、输出功率PR随电流I变化的图象,根据图象可知( )
正确答案
解析
解:A、B:直流电源的总功率PE=EI,故图线a的斜率等于电源的电动势,由得到E==3V.
由图线b,当I=3A时,Pr=9W,由公式Pr=I2r得,r=1Ω.故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,这三点的纵坐标PA、PB、PC,则这三点的纵坐标PA、PB、PC分别是电源的总功率、电源内部的发热功率和输出功率,根据能量关系可知,PA=PB+PC.即P=Pr+PR,故C错误.
D、由图线c可知,当电流为1.5A时外电阻消耗的功率最大.此时电路中的总电阻为,外电阻上消耗的功率最大为PR=EI-I2r=3×1.5-1.52×1Ω=2.25W.故D正确.
故选:D.
电子小产品越来越渗透到现代家庭,如微型电风扇、电动牙刷、微型吸尘器等等.产品的核心部分是其中的直流电动机,设直流电动机的电阻一定,当加在电动机两端的电压为0.3V时,电流为0.3A,此时电动机不转动;当加在电动机上的电压为2.0V时,电流为0.8A,电动机正常工作.试求:
(1)电动机内阻;
(2)电动机正常工作时的热功率和转化为机械能的功率.
正确答案
解析
解:(1)当电机不转时,电动机相当于纯电阻,所以电阻r==
Ω=1Ω
(2)当电动机正常工作时,电机的总功率为P总=UI=2×0.8W=1.6W
电动机的发热的功率为P热=I2r=0.82×1W=0.64W
所以电动机输出的有用功率是P有用=P总-P热=1.6W-0.64W=0.96W
所以电动机输出的有用功率是0.96W
答:(1)电动机内阻为1Ω;
(2)电动机正常工作时的热功率为0.64W;转化为机械能的功率为0.96W.
如图所示为甲、乙两灯泡的I-U图象,根据图象,计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中,实际消耗的功率分别约为 ( )
正确答案
解析
解:甲、乙两灯泡并联在电压220V的电路中,两灯的电压都是220V,由图分别两灯的电流分别为I甲=0.16A,I乙=0.23A,由公式P=UI得,两灯实际发光的功率分别为P甲=35.2W≈35W,P乙=50.6W≈50W.
故选:C.
某导体的电阻为2欧,当通过1安的电流时,试求:
(1)1分钟内产生的电热.
(2)导体的热功率.
正确答案
解析
解:(1)1分钟内产生的电热Q=I2Rt=1×2×120J=120J
(2)导体的热功率P==
W=2W
答(1)1分钟内产生的电热为120J.
(2)导体的热功率为2W.
(2015秋•商丘期末)一电动机,线圈电阻为R,在它两端加上电压U,电动机正常工作,测得通过它的电流为I,电动机的机械功率是( )
正确答案
解析
解:电动机的总功率的大小为P=UI,
电动机的发热的功率的大小为P热=I2r,
所以电动机的机械功率的大小为P机=P-P热=UI-I2R,所以C正确.
故选C.
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