高二物理題-含電動(dòng)機(jī)電路分析(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在3 V電壓下工作，用此電動(dòng)機(jī)提升所受重力為4 N的物體時(shí)，通過它的電流是0.2 A。在30 s內(nèi)可使該物體被勻速提升3 m。若不計(jì)除電動(dòng)機(jī)線圈生熱之外的能量損失，求：(1)電動(dòng)機(jī)的輸入功率；(2)在提升重物的30 s內(nèi)，電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量；(3)線圈的電阻。解析：(1)電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入U(xiǎn)I0.2×3 W0.6 W.(2)電動(dòng)機(jī)提升重物的機(jī)械功率P機(jī)Fv(4×3/30) W0.4 W.根據(jù)能量關(guān)系P入P機(jī)PQ，得生熱的功率PQP入P機(jī)(0.60.4)W0.2 W.所生熱量QPQt0.2×30 J6 J.(3)根據(jù)焦

2、耳定律QI2Rt，得線圈電阻R5 .2、如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E=20V，內(nèi)阻r=l，當(dāng)接入固定電阻R=4時(shí)，電路中標(biāo)有“3V, 6W”的燈泡L和內(nèi)阻RD=0.5的小型直流電動(dòng)機(jī)D都恰能正常工作.試求：(1)電路中的電流大??；(2)電動(dòng)機(jī)的額定電壓； (3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率 19（12分）燈泡L正常發(fā)光，電路中的電流為 由閉合電路歐姆定律可求得，電動(dòng)機(jī)的額定電壓為UD=EI(r+R)UL=202×（14）37V 電動(dòng)機(jī)的總功率為P總IUD2×714W 電動(dòng)機(jī)的熱功率為P熱I2RD22×0.52W所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出P總P熱14212W3如圖所示，A為電解槽

3、，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U12 V，電解槽內(nèi)阻rA2 ，當(dāng)S1閉合、S2、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為6 A；當(dāng)S2閉合、S1、S3斷開時(shí)，A示數(shù)為5 A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W；當(dāng)S3閉合、S1、S2斷開時(shí)，A示數(shù)為4 A求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大？(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少？(3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？【解析】(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I得R2 ，其發(fā)熱功率為PRUI112×6 W72 W.(2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得UI2IrMP輸出，所以rM1 .(3)電解槽工作時(shí)，由能量守恒定律得：P化UI3IrA所

4、以P化(12×442×2) W16 W.【答案】(1)2 72 W(2)1 (3)16 W4利用電動(dòng)機(jī)通過如圖所示的電路提升重物， 已知電源電動(dòng)勢(shì)E6 V，電源內(nèi)阻r1 ，電阻R3 ，重物質(zhì)量m0.10 kg，當(dāng)將重物固定時(shí)，電壓表的示數(shù)為5 V，當(dāng)重物不固定，且電動(dòng)機(jī)最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時(shí)，電壓表的示數(shù)為5.5 V，求重物勻速上升時(shí)的速度大小(不計(jì)摩擦，g取10 m/s2)解析：設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為r當(dāng)將重物固定時(shí)I1 ARr5 ，r2 當(dāng)重物不固定時(shí)I0.5 AP出UI2.75 W，PRPrI2(Rr)1.25 W所以重物的功率PP出PRPrmgv，解得v1.5 m/

5、s答案：1.5 m/s5(10分)在圖228所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E6 V，內(nèi)阻r1 .D為直流電動(dòng)機(jī)，其電樞線圈電阻R2 ，限流電阻R3 .當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表示數(shù)為0.3 V求：(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大？(2)電動(dòng)機(jī)輸入的電功率、轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康墓β屎洼敵鰴C(jī)械功率各是多少？解析：(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流I與流過限流電阻R的電流相同，由I得：I A 0.1 A.(2)由EIrUUD可得電動(dòng)機(jī)兩端電壓UDEIrU6 V0.1×1 V0.3 V5.6 V所以電動(dòng)機(jī)輸入的電功率P入U(xiǎn)DI0.56 W.電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱I2R0.02 W.電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出P入P熱0.54 W.答

6、案：(1)0.1 A(2)0.56 W0.02 W0.54 W6如圖所示電路，電爐電阻R119 ，電動(dòng)機(jī)電阻R20.5 ，電源內(nèi)阻r1 .當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電爐消耗的電功率為475 W，S接通、電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，電爐消耗的電功率為304 W求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率解析：S斷開時(shí)外電路為純電阻電路，電路中電流I A5 A，由此可解得電源電動(dòng)勢(shì)EI(R1r)5×(191) V100 V.S接通后外電路有兩個(gè)支路，除純電阻負(fù)載R1支路外，另一支路負(fù)載為電動(dòng)機(jī)，R1支路中的電流I1A4 A.路端電壓UI1R14×19 V76 V.由I A24 A可知，電動(dòng)機(jī)支路的電流I2(244)

7、 A20 A.電動(dòng)機(jī)輸入的電功率P2I2U20×76 W1 520 W；電動(dòng)機(jī)中的熱功率P耗IR2202×0.5 W200 W；因此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率P機(jī)I2UIR21 320 W.答案：1 320 W7. 如右圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)是 6 V，內(nèi)電阻是 0.5 ，小電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為0.5 ，限流電阻R0為3 ，若電壓表的示數(shù)為3 V，試求：(1)電源的功率和電源的輸出功率；(2)電動(dòng)機(jī)消耗的功率和電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率【解析】(1)由題意和部分電路歐姆定律可知I A1 A.電源的功率 P電EI6×1 W6 W電源的輸出功率P出P電I2r6 W0.5 W5.

8、5 W.(2)電動(dòng)機(jī)消耗的功率PMIUMI(EIrUR0)2.5 W電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)PMI2r2.5 W0.5 W2 W.【答案】(1)6 W5.5 W(2)2.5 W2 W8如下圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)電阻為r1 ，R11 ，R26 ，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為0.5 ，若開關(guān)閉合后通過電源的電流為3 A，則R1上消耗的電功率為多少？電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為多少？解析：R1上消耗的功率P1I2R19×1 W9 W電動(dòng)機(jī)兩端的電壓UEI(R1r)12 V3×(11) V6 V通過R2的電流為I1 A1 A通過電動(dòng)機(jī)的電流為I2II12 A故電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P2I2U2

9、×6 W12 W.答案：9 W12 W9規(guī)格為“220 V,36 W”的排氣扇，線圈電阻為40 ，求：(1)接上220 V的電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率12解析：(1)排氣扇在220 V的電壓下正常工作時(shí)的電流為I A0.16 A ，發(fā)熱功率為P熱I2R(0.16)2×40 W1 W.轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為P機(jī)PP熱36 W1 W35 W.(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)成為純電阻用電器，電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為I A5.5 A，電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于發(fā)熱功率

10、P電P熱UI220×5.5 W1 210 W.答案：(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W10如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E20 V，內(nèi)阻r1 ，當(dāng)接入固定電阻R4 時(shí)，電路中標(biāo)有“3 V,6 W”的燈泡L和內(nèi)阻RD0.5 的小型直流電動(dòng)機(jī)D都恰能正常工作試求：(1)電路中的電流大??；(2)電動(dòng)機(jī)的額定電壓；(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率解析：(1)燈泡L正常發(fā)光，電路中的電流為IPL/UL A2 A.(2)由閉合電路歐姆定律可求得，電動(dòng)機(jī)的額定電壓為UDEI(rR)UL20 V2×(14) V3 V7 V.(3)電動(dòng)機(jī)的總功率為P總IUD2×7 W14 W電

11、動(dòng)機(jī)的熱功率為P熱I2RD22×0.5 W2 W所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出P總P熱14 W2 W12 W.答案：(1)2 A(2)7 V(3)12 W11如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E30 V，內(nèi)阻為r1 ，電燈上標(biāo)有“6 V，12 W”字樣，直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻R2 .若電燈恰能正常發(fā)光，求電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率 解析：由電燈恰能正常發(fā)光知：I A2 A.則電動(dòng)機(jī)兩端電壓UEIrU燈22 V.所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率PUII2R36 W.答案：36 W 12如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E110 V，電阻R121 ，電動(dòng)機(jī)的電阻R00.5 ，開關(guān)S1始終閉合。當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，電阻R1的電功率是525

12、W；當(dāng)開關(guān)S2閉合時(shí)，電阻R1的電功率是336 W，求：(1)電源的內(nèi)電阻；(2)當(dāng)開關(guān)S2閉合時(shí)流過電源的電流和電動(dòng)機(jī)的輸出功率。9答案：(1)1 (2)26 A1 606 W解析：(1)電鍵S1閉合，R1的電功率525 W，U1105 V。，則r 1 。(2)電鍵S2閉合時(shí)，336 W，U184 V。流過電源電流I A26 A。通過電動(dòng)機(jī)的電流IMIIR1(26)A22 A電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入U(xiǎn)1IM84×22 W1 848 W電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出P入IR01 848 W222×0.5 W1 606 W。14(16分)某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖7所示，重物的質(zhì)量 m50 kg，電源提供的電壓U110 V，不計(jì)一切摩擦當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v0.9 m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流I5.0 A，(1)由此可知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R是多少？