- 恒定电流
- 共18115题
在如图所示的电路中,圈①、②、③处可以接小灯、电流表或电压表(均为理想电表)三种元器件,已知电源电动势ε、内阻r恒定,定值电阻R1>R2>R3>R4>r,小灯电阻RL=R1,现有四种不同的接法:
接法一:①接小灯、②接电流表、③接电压表
接法二:①接小灯、②接电压表、③接电流表
接法三:①接电流表、②接电压表、③接小灯
接法四:①接电流表、②接小灯、③接电压表
比较以上四种接法,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、当①接小灯、②接电流表、③接电压表时,由于电流表或和电压表都是理想电表,所以电阻R3在电路中被短路,R2和R4并联之后与RL和R1串联,由于R1>R2>R3>R4>r,此时电路的总电阻最大,所以电路的路端电压最大,所以A正确,根据效率η==
可知,此时的电源的效率也是最大的,所以B错误.
C、当①接电流表、②接电压表、③接小灯时,由于电流表或和电压表都是理想电表,所以此时外电路只有R1与其他电阻的总电阻串联,所以此时电路中的电阻最小,电流最大,所以此时电源的总功率最大,所以C正确.
D、当①接电流表、②接小灯、③接电压表时,由于电流表或和电压表都是理想电表,此时电路的电阻并不是最大的,当电源的内电阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大,所以D错误.
故选AC.
在如图所示电路中,电源电动势为12V,电源内阻为1.0Ω,电路中的电阻R0为1.5Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5Ω,电流表内阻不计.闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0A.则以下判断中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、由题意可知,电路中的电流为2.0A,则电动机两端的电压为U=E-I(r+R0)=12-2(1.5+1)=7.0V;故A错误,B正确;
C、电动机的热功率P热=I2r0=4×0.5=2.0W;故C正确;
D、电动机输出的机械功率P出=UI-P热=7×2-2.0=12W,故D正确;
本题选错误的,故选:A.
如图所示电路中,电压U恒为12V,滑动变阻器总阻止为30Ω,灯L标有“6V,1.8W”的字样,试求:为使灯正常发光,滑动变阻器的Pa部分电阻应为多大?此时,滑动变阻器消耗的电功率为多大?
正确答案
解析
解:设pa段电阻为R,则pb段的电流Ipb=,
通过灯泡的电流为IL=A=0.3A,
通过pa段的电流Ipa=,
因为Ipa=IL+Ipb,
,
解得R=10Ω.
pa段电阻消耗的功率为P1=,
pb段电阻消耗的功率P2=,
所以整个滑动变阻器消耗的电功率P=P1+P2=5.4W
答:滑动变阻器的Pa部分电阻应为10Ω,此时,滑动变阻器消耗的电功率为5.4W.
有一电源,当输出电流为2A,输出功率为10w,当输出电流为1A,输出功率为5.5w,则该电源的电动势是______V,内阻是______Ω,最大输出功率是______w.
正确答案
6
0.5
18
解析
解:假设电源的电动势为E,内阻为r.则得到
P出1=EI1-r ①
P出2=EI2-r ②
代入得:10=2E-22r
5.5=E-r
联立上两式解得,E=6V,r=0.5Ω
根据数学知识分析得知,当外电路电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,则电源的最大输出功率
Pm=()2r=
=
W=18W
故答案为:6V,0.5,18
电动机线圈的电阻为R,电动机正常工作时,两端电压为U,通过电流为l,在时间t内,电动机消耗的电能为______,电动机线圈产生的热量为______.
正确答案
UIt
I2Rt
解析
解:在时间t内,电动机消耗的电能W=UIt,
电动机线圈产生的热量为Q=I2Rt.
故答案为:UIt;I2Rt.
(2016•宜昌一模)电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当滑片向a滑动时,R接入电阻减小,总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流I增加,
根据P=I2R可知电阻R1电功率增大,故A错误;
B、C、干路电流增加,内电压增加,由U=E-Ir可知路端电压减小,即电压表示数减小;
因路端电压减小,R1两端的电压增加,故并联部分电压减小,由欧姆定律可知电流表示数减小;故B正确,C错误;
D、滑动变阻器R与电阻R2并联,总电流增加,电阻R2的电流减小,故滑动变阻器R的电流增加,且增加量等于干路电流的增加量与电阻R2的电流减小量之和,故R中电流变化的绝对值大于电流表读数变化的绝对值,故D错误;
故选:B.
一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后,消耗功率66W.
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率多少?
(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?
正确答案
解析
解:(1)由P=UI可得
电流I==
=0.3A;
(2)线圈电阻发热功率PQ=I2r=1.8w;
机械功率P机=P-PQ=64.2W;
效率为机械功率与总功率之比为η==97.3%.
(3)当叶片不转动时,作纯电阻,I==11A;
P=UI=I2r=2420w.
答:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是0.3A;
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是64.2W,转化为内能的功率是1.8W,电动机的效率为97.3%;
(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流为11A,电动机消耗的电功率和发热功率都是2420W.
小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线过P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线.则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、I-U图线的斜率逐渐减小,说明电阻逐渐增大,故A错误;
B、C、D、对应P点,小灯泡的电阻为R=≠
,故B错误,C正确,D错误;
故选C.
某同学从标称为“220V 25W”“220V 300W”“220V 500W”的3只灯泡中任选一只,正确使用多用电表测量灯泡阻值为160Ω,则标称的额定功率为______W.
正确答案
25
解析
解:由P=可得R=
分别代入各灯泡的数据可得:“220 V 25 W”、“220 V 300 W”、“220V 500W”正常工作时的
电阻分别为1936Ω、161Ω和98Ω,由于工作时的电阻的多比不工作时的电阻大的多,故为25W
故答案为:25W
如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路,请完成下列问题:
(1)在实验中,通过电压传感器测得电动机所加电压为U,通过电流传感器测得流过电动机的电流为I,则此时电动机输入功率的表达式为P入=______;
(2)在实验中,由于电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度,则此时电动机输出功率的表达式为P出=______,根据η=,求得的效率为η1;
(3)由于电动机的线圈有电阻,将产生一定的热量,如果用输出功率P出=P入-P热,根据η=,求得的效率为η2,则有η1______η2.(选填“>”、“<”或“=”)
正确答案
UI
<
解析
解:(1)电动机输入功率P入=UI.
(2)物体运动的速度v=,
物体匀速运动,由平衡条件得:
电动机对物体的拉力F=mg,
电动机拉力功率,即输出功率P出=Fv=;
(3)物体匀速上升时,克服重力的功率,
即电动机提升物体的功率小于P出=P入-P热,则η1<η2.
故答案为:UI;;<.
如图,是一个电热毯示意电路图.R0是电热毯中的电阻丝,R是与电热毯与电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.
(1)用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?
(2)若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为内能,电阻R的阻值是多大?
正确答案
解析
解:(1)R0一定,t一定时,电热毯功率大时,处于加热状态.
根据公式P=I2R 可知:
S闭合时,R0发热功率:P0=I2R 0=()2R0 ①
S断开时,P′0=I2R 0=()2R0 ②
比较①②两式得P0>P0′.
所以S闭合,电热毯处于加热状态.S断开,电热毯处于保温状态.
(2)根据“220V 100W”可得:R0==
=484Ω
保温时:电阻R0两端电压为U0.
Q0=t
已知:Q0=60J t=1 min=60 s
则U0==
=22V.
所以R上分到的电压为UR=U-U0=220-22=198V
根据
解得:R=4356Ω
答:(1)开关S断开时,电热毯处于保温状态;
(2)若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为内能,电阻R的阻值是4356Ω.
如图所示电路,电源内阻r=1Ω,R1=2Ω,R2=5Ω,灯L标有“3V,1.5W”,滑线变阻器最大值为R,当滑片P滑到最右端A时,电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光,试求:
(1)当滑片P滑到最左端B时,电流表读数.
(2)当滑片P位于滑线变阻器的中点时,变阻器上消耗的功率.
正确答案
解析
解:(1)当P滑到A时,R2被短路,(如图1所示)
ε=UL+I(R1+r)=3+1(2+1)V=6V
当P在B点时,电路如图2所示
此时电流表的读数为:
(2)在图1所示电路中,总电流为I=1A,
通过灯L的电流为:
IR=I-IL=0.5A
则
P位于变阻器的中点时,电路如图3所示
此时:
变阻器上消耗的功率为:P=
答:(1)电流表的示数为2A;(2)变阻器上消耗的功率为1.92W.
如图所示,一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串连接在电源上,电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端的电压U=10V,已知电动机线圈电阻RM=1Ω,则( )
正确答案
解析
解:A.根据欧姆定律得回路中的电流 I==1A,故A错误;
B.电动机的输入功率为P入=UI=10W,故B错误;
C.电动机发热消耗的功率P消=I2RM=1W,故C正确;
D.P出=UI-I2RM=(10×1-12×1)W=9W,故D错误.
故选:C
如图所示的电路中,电阻R2=15Ω,R3=30Ω,电源的电动势E=12V,内电阻r=1Ω,理想电流表的读数I=0.4A.
求:(1)通过电阻R3的电流
(2)电阻R1的阻值
(3)电源的输出功率.
正确答案
解析
解:(1)由欧姆定律可知R2两端的电压:
U2=I2R2=0.4×15V=6.0V
通过电阻R3的电流 I3==
A=0.2A
(2)干路电流 I干=I2+I3=0.4A+0.2A=0.6A
由闭合电路欧姆定律可知:
U2+I干(R1+r)=E
解得:R1=-r=
-1=9(Ω)
(3)路端电压为U=E-I干r=12-0.6×1V=11.4V
故电源的输出功率为P=UI1=11.4×0.6W=6.84W
答:
(1)通过电阻R3的电流是0.2A.
(2)电阻R1的阻值是9Ω.
(3)电源的输出功率是6.84W.
(2015秋•荆门期末)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,电动机和电炉并联后接入电路,且电动机正常工作,则在相同时间内( )
正确答案
解析
解:A、并联电路电压相等,则A正确;
B、电压相同,但电动机不能用欧姆定律求电流,则两者电流不同,则B错误
C、因电流不同,电阻相同,则放热不同,则C错误
D、电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,而电动机有反电动势,则其电阻的分压小于电炉的分压,其电流小于电炉的电流,则由P=UI,二者电压相同,则电动机消耗的功率小于电炉的功率,D正确
故选:AD
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