- 恒定电流
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如图所示电路,总电压恒为12V,滑动变阻器最大电阻60Ω,灯L标有“6V 0.9W”的字样,试求为使灯正常发光,变阻器Pa部分电阻是多少Ω?此时变阻器消耗的电功率为多少?
正确答案
解析
解:设pa段电阻为R,则pb段的电流,
通过灯泡的电流为,
通过pa段的电流,因为Ipa=IL+Ipb,即
,解得R=20Ω.
pa段电阻消耗的功率为,
pb段电阻消耗的功率,
所以整个滑动变阻器消耗的电功率P=P1+P2=2.7W.
答:变阻器Pa部分电阻是20Ω,此时变阻器消耗的电功率为2.7W.
某实验的电路图如图所示,其中B为硅光电池,A为干电池,它们的U-I图线如图2所示,把电键S打到1,滑动变阻器的滑片在某位置时,电压表的读数为1.2V,则此时电源的输出功率为______W,电源效率为______;若把电键S打到2,硅光电池B的输出功率为______.
正确答案
0.54
80%
0.85W
解析
解:1、干电池电动势为1.5V,电键打到1位置,输出电压为1.2V,根据图象,电流为0.45A;
外电阻:R==
=2.67Ω
输出功率为:P=UI=1.2V×0.45A=0.54W
电源的效率:η==
×100%=80%
2、电键打到2位置,外电阻:R==
=2.67Ω
作出外电阻的U-I图象,如图:
交点坐标表示外电压和电流,故:
U=1.3V,I=0.65A
故P=UI=1.3×0.65=0.85W(可以有一定的误差)
故答案为:0.54,80%,0.85W.
(2015秋•淮北校级期中)电阻R1、R2的I-U图象如图所示,把R1、R2并联后接到电源上时,R1消耗的电功率是6W,则求:
(1)R1,R2的阻值.
(2)电源的输出功率?
正确答案
解析
解:(1)I-U图象的斜率等于电阻的倒数,则
R1=Ω=8Ω
R2==12Ω
(2)R1、R2并联后接到电源上时,它们的并联电阻为R并==4.8Ω
由R1消耗的电功率P1=,
输出功率P出=得
代入解得,P出=10W.
答:(1)R1,R2的阻值分别为8Ω和12Ω.
(2)电源的输出功率为10W
中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆,太阳能的利用规模达到了历届世博会之最,总发电装机容量达到4.6×103KW.假设一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA,若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的输出功率为______.
正确答案
0.008W
解析
解:设电池板的内阻为r,其开路电压等于它的电动势,依题意有:
E=800mV
I短=
解得电源内阻:r==
Ω=20Ω
电池板连上20Ω阻值后,流过电阻的电流大小为:
I==
mA=20mA
此时的路端电压为:
U=IR=20×20mV=400mV
根据功率表达式P=UI=0.4×0.02W=0.008W;
故答案为:0.008W.
电动自行车是一种重要的交通工具,都市中每天有数十万辆电动自行车行驶在大街小巷,形成了一道独特的风景.电动自行车提供能量的装置为装在电池盒内的电池组,当它给电动机供电时,电动机将带动车轮转动.
假设有一辆电动自行车,人和车的总质量为120kg.当该车在水平地面上以5m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为36V,通过电动机的电流为5A.若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,g取10m/s2.求:
(1)电动机的电功率
(2)电动机输出的机械功率;
(3)电动机的发热功率为P=I2r,根据发热功率的大小来计算电动机线圈的电阻.
正确答案
解析
解:(1)电动机的电功率 P=IU
代入数据解得P=180W
(2)当电动自行车匀速行驶时,牵引力等于阻力,有:
F=F阻=0.02mg
电动机输出的机械功率 P出=Fv
代入数据解得 P出=120W
(3)电动机内部的热功率 Pr=I2r
由能量守恒定律有 P=P出+Pr
所以 r=
代入数据解得 r=2.4Ω.
答:(1)电动机的电功率为180W;
(2)电动机输出的机械功率为120W;
(3)电动机线圈的电阻为2.4Ω.
如图所示,水平传送带以速度v=2m/s匀速前进.上方料斗中以每秒50kg的速度把煤粉竖直落到传送带上,然后一起随带运动,如果要使传送带保持原来的速度匀速前进,则皮带机应增加的功率为( )
正确答案
解析
解:在1s内落到传送带上煤的质量为△m;这部分煤由于摩擦力f的作用被传送带加速,由功能关系得:
煤块在摩擦力作用下加速前进,因此有:.
传送带的位移为:s传=vt
相对位移为:△s=s传-s=s,由此可知煤的位移与煤和传送带的相对位移相同,
因此摩擦生热为:.
传送带需要增加的能量分为两部分:第一部分为煤获得的动能,第二部分为传送带克服摩擦力做功保持传送带速度.所以传送带1s内增加的能量△E为:
=50×22J=200J
皮带机应增加的功率为:P=
故选:B
电源的电动势为E=15V,内阻为r=2Ω,外电路定值电阻R2=R3=6Ω,可变电阻R1任意可调.闭合开关调节R1,求:
(1)当将R1调到2.5Ω时电源的输出功率;
(2)R2上功率的最大值.
正确答案
解析
解:(1)R1,R2的并联电阻为:R并=3Ω;
根据闭合电路欧姆定律,有:
;
故电源的输出功率为:
P=I2(R1+R并)=22×(2.5+3)=22W;
(2)R1最小时,R2上电流最大功率最大,此时:
根据并联电路的电流分配关系,有:
I2=A
故R2上功率的最大值为:
P2==
答:(1)当将R1调到2.5Ω时电源的输出功率22W;
(2)R2上功率的最大值13.5W.
一个蓄电池输出电压为12V,若输出的电能为4.3×106J,则它放出的电能为______C.
正确答案
3.6×105
解析
解:输出的电能W=UQ
所以Q==3.6×105C
故答案为:3.6×105
(2015秋•浦东新区期末)用电器的额定功率与所加的电压无关.______.(判断对错)
正确答案
√
解析
解:因用电器正常工作时,电压为额定电压,在额定电压下的功率为额定功率,所以额定功率与实际电压无关,实际功率与工作时的电压有关;
故答案为:√
在如图所示的电路中,如果电源内阻不计,当滑动变阻器滑片P由a向b 滑动过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B当滑片位于a时,电流表读数为I1=,当滑片位于ab中点时,并联部分的电阻为R并=
=
,电流表读数为I2=
=
,当滑片位于b时,电流表读数为I2=
,所以电流表的读数先变小后变大.故A错误,B正确.
C、D当滑动变阻器滑片P由a向b滑动过程中,外电阻增大,定值电阻R两端的电压减小,其功率减小,则当滑片P位于b端时,定值电阻R的功率最小.故C错误,D正确.
故选BD
如图所示,ABC三个电阻的U-I图象如图所示,若三个电阻上加相同的电压,则______的功率最大,若三个电阻通过相同的电流,则______的功率最大.
正确答案
C
A
解析
解:①若三个电阻上加相同的电压,在U-I图象上作出电压相同的线,如图所示:
显然,通过电阻C的电流最大,根据公式P=UI,电阻C的电功率最大;
②若三个电阻通过相同的电流,在U-I图象上作出电流相同的线,如图所示:
显然,电阻A的电压最大,根据公式P=UI,电阻A的电功率最大;
故答案为:C,A.
两个小灯泡分别标有“1A,4W”和“2A,1W”,则它们的电阻之比是 ( )
正确答案
解析
解:由P=I2R得:
两灯泡的电阻分别为:
,
所以电阻之比为:,
所以ABC错误,D正确,
故选D.
如图所示,电动机的电阻为5Ω,两端所加电压为6V,此时电流为O.4A,求:
(1)电动机的电功率;
(2)电动机的热功率.
正确答案
解析
解:(1)电动机的电功率为:P=UI=0.4×6=2.4W
(2)电动机的热功率为:P′=I2r=0.42×5=0.8W
答:(1)电动机的电功率2.4W;
(2)电动机的热功率0.8W
直流电动机M的直流电阻一定,当电源电压U=0.3V时不转动,电流表的读数为0.3V,当U=2V时,M正常工作,电流表的读数为0.8A. 求电动机正常工作时的机械功率,如果电动机正常工作时转子突然被卡住,电动机的发热功率为多大?
正确答案
解析
解:①不动时,线圈电阻r==1Ω
转动时消耗的总功率为
P总=UI=2×0.8W=1.6W,
内阻消耗的功率为
P热=I2r=0.82×1W=0.64W
输出功率为
P机=P总-P热=1.6W-0.64W=0.96W
②突然卡住时可看成纯电阻,P热′=
答:电动机正常工作时的机械功率为0.96W;电动机的发热功率为4W.
某同学为测量家里一盏灯的实际功率,他只开亮这一盏灯,观察电度表转盘在3min内转了9转,若每千瓦时该表转3000转,则这只灯泡的实际功率为______.
正确答案
6W
解析
解:转盘转了9转,则总功为:=0.003kwh=10.8×102J;
t=3min=180s;
则实际功率P==
=6W;
故答案为:6W.
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