题目列表(包括答案和解析)
例1.已知如图,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。
解:本题解法很多,注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单:电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3;还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω,因此电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2;在此基础上利用P=UI,得P1∶P2∶P3=1∶2∶6
例2. 某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?
解:电动机不转时可视为为纯电阻,由欧姆定律得,
,这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时,输入的电功率为P电=U2I2=36W,内部消耗的热功率P热=
=5W,所以机械功率P=31W
例3.如图所示,直流电动机与可变电阻
并联,路端电压U恒定,调节
使两个支路中的电流强度相等,则可知
A.两个支路中的电阻相等
B.两支路两端的电压相等
C.两支路产生的热量相等
D.两支路消耗的电功率相等
分析:电动机属非纯电阻电路,不满足欧姆定律,故两支路电阻不相等;由于两支路并联,故电压相等;由
,它们产生的热量因电阻R的不同而不同;再由P=UI可知,两支路消耗的电功率相等,答案BD正确。
例4.某一直流电动机提升重物的装置,如图所示,重物的质量m =50kg,电源提供给电动机的电压为U=110 V,不计各种摩擦,当电动机以v =0.9m/s的恒定速率向上提升重物时,电路中的电流强度I=5.0 A,求电动机的线圈电阻大小(取g=10m/s2)
解:电动机输出的机械功率P机=mgv=450 W
电动机消耗的电功率P=UI=550 W
则电动机发热功率PQ=P-P机=100 W
由PQ=I2r可求得电动机的线圈电阻r=4Ω
2.电功和电热的关系
纯电阻电路与非纯电阻电路的区别:
纯电阻电路(如电热器):满足欧姆定律U=IR,电能 电热。
非纯电阻电路(如电动机):不满足欧姆定律 U >IR,电能 电热。
(1)纯电阻电路,消耗了多少电能,就一定会产生多少电热,因此电功等于电热。
电功、电热关系式W=Q= = =
电功率、热功率关系式P=PQ= = =
(2)非纯电阻电路,消耗的电能只有一部分转化为电热,因此电功大于电热。
电功W= ,电热Q=
电功率P= ,热功率PQ=
1.概念
电功:电流对某段电路所做的功(亦即电场力对定向移动的电荷所做的功)叫电功。表达式为W=UIt。
电热:电流流通过导体时所产生的热量,称为电热。某段电路所产生的电热,等于该电路将电能转化为 的值。
焦耳定律:电流流过电路所产生的热量,与电流的平方成正比;与电路电阻成正比;与通电时间成正比。表达式为 。
电功率:表征电流做功的 ,其定义式为 。
电功率、焦耳定律
12.将一电量为q=2
10-6 C的点电荷从电场外一点移至电场中某点,电场力做功为4
10-5 J,求A点的电势.
11.如图14-5所示,QA=3
10-8 C,QB=-3
10-8 C,A、B两球相距5cm,在水平方向的匀强电场作用下,A、B保持静止,悬线竖直,求A、B连线中点场强.(小球可视为质点)
10.
如图14-4所示虚线为电场中的一簇等势面,A、B两等势面间的电势差为10V,且A的电势高于B的电势,相邻两等势面电势差相等,一个电子从电场中通过的轨迹如图中实线所示,电子过M点的动能为8eV,它经过N点时的动能为
eV,电子在M点的电势能比N点的电势能
.
9.如图14-3所示,两个正的点电荷Q1、Q2相距9cm,Q1=2.0
10-8C
,Q2=4.0
10-8C,在两个点电荷连线上有a、b两点,分别距Q1、Q2为3cm,由此可知a点场强的大小为 ,方向为
;b点场强的大小为
,方向为 .
8.电场中有两点a、b,将一个带电量为5
10-8 C的正电荷从a点移到b点,电场力做功为8
10-6
J,则a、b两点的电势差为
V,若将电量为2
10-7C的正电荷从a点移到b点,电场力做功为
J.
7.真空中有两个点电荷,它们之间的相互作用力为F ,若使它们的电量都加倍,同时使它们之间的距离减为原来的1/2,则它们之间的相互作用力将变为 .
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