5.非纯电阻电路的功率问题

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闭合电路中的功率

(1)电源的输出功率:

电源的总功率P=EI,对于纯电阻电路P=E2/(R+r)=I2/(R+r) 输出功率为外电阻的功率P出=IU外,P出=I2R= RE2/(R+r) 电源消耗的功率P=I2r 非纯电阻用电器的功率为P=UI (2)P出-R图像

(3)关于输出功率的4个结论(对上图的分析结果): 当R=r时,电源输出功率最大,

当R>r时,随着R的增大输出功率在增大; 当R<r时,随着R的增大输出功率在增大;

当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1,R2,且R1×R2=r2 (4)闭合电路中电功的分配关系:

P=P出+P内 即EI=UI+I2r(适合非纯电阻电路) P=I2(R+r)(只适合纯电阻电路)

闭合电路上的功率分配,反映了能量转化的守恒关系,即电源提供的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分输出给外电路,并转化为其他形式的能量。 (5)闭合电路电源效率:

电源效率η= R/(R+r) (只适合纯电阻电路) η=U/E

所以外电阻越大,电源效率越高。但是,电源效率越大,电源的输出功率不一定也越大(二者没有必然联系)。

(6)电流通过用电器时把 电能 能全部转化为 内 能,这样的电路叫做纯电阻电路。

1.如图所示,电源电动势为30V,内电阻不计,一个“6V,12W\的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机M串联接入电路.已知电路中电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为 A.40W B.44W C.48W D.60W

2. 如图所示,电源电动势为E=30V,内阻为r=1Ω,电灯上标有“6V、12W”字样,直流电动机线圈电阻R=2Ω。若电灯恰能正常发光,求电动机输出的机械功率为()。

36w 44w 48w 60w

3.如图所示电路,电源电动势为E,内阻为r.当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作.已知指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则下列说法中正确的是( )

A.电动机的额定电压为IR

2

B.电动机的输出功率为IE-IR

2

C.电源的输出功率为IE-Ir

2

D.整个电路的热功率为I(R0+R+r)

4. 某直流电动机两端所加电压为U=110V,流过电动机的电流为I=2A,在1s内将m=4kg的物体缓慢提升h=5.0m(取g=10m/s2),下列说法正确的是( ) A电动机的绕线内阻为55Ω B直流电动机电流的最大值为C电动机绕线两端的电压为5 V

A

D电动机绕线产生的电热功率为20W

5.如图 所示,用输出电压为1.4V,输出电流为100mA的充电器对内阻为2Ω的镍氢电池充电.下列说法正确的是( )

A.电能转化为化学能的功率为0.12W B.充电器消耗的电功率为0.12W C.充电时,电池消耗的热功率为0.02W D.充电器把0.14W的功率储存在电池内

6.如图所示为电动机与定值电阻R1并联的电路,电路两端加的电压恒为U,开始S断开电流表的示数为I1,S闭

合后电动机正常运转,电流表的示数为I2电流表为理想电表,电动机的内阻为R2,则下列关系式正确的是( )

A.=R2 B。=

C.I2U=+

D。I2U=(I1-I2)U+I2R1

2

7.图所示,一台电动机提着质量为m的物体,以速度v匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R,电源电动势为E,通过电源的电流为I,当地重力加速度为g,忽略一切阻力导线电阻,则( )

C.如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变大 D.如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变小

8.如图为直流电动机提升重物的装置,重物的重量G=500N,电源电动势E=90V,电源内阻为2Ω,不计各处摩擦,当电动机以ν=0.60m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5.0A,下列判断不正确的是( )

A.电动机消耗的总功率为400W B.电动机线圈的电阻为0.4Ω C.电源的效率约为88.9% D.电动机效率为75%

9.如图为用直流电动机提升重物的装置,重物的重量G = 500 N,电源电动势E = 110 V,不计电源内阻及各处摩擦.当电动机以V = 0.90 m / s 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I = 5.0 A.则: ( )

①电动机消耗的总功率为550 W ②提升重物消耗的功率为450 W ③电动机线圈的电阻为22Ω ④电动机线圈的电阻为4Ω

10. 机动车的尾气含有铅等大量有害物质,并且也是造成地球“温室效应”、城市“雾霾”的重要因素之一.电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素,正在逐渐被人们接受.某国产品牌电动汽车的铭牌如下,已知蓄电池储存的电能等于其容量乘以输出电压,则下列说法中错误的是 ( )

A电动机正常工作时消耗的电功率1800W B电动机的内阻为0.05Ω

C蓄电池充满电后储存的电能约为1.04×107J

D蓄电池充满电后,电动机在额定功率下工作,汽车连续行驶的时间为16h

11.如图所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,指示灯RL的阻值为16Ω,电动机M线圈电阻RM为2Ω.当开关S闭合时,指示灯RL的电功率P=4W.求: (1)流过电流表A的电流. (2)电动机M输出的机械功率.

12. 如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1Ω,电炉电阻R=19Ω,电解槽电阻=0. 5Ω.当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率684 W;S1、S2都闭合时电炉消耗功率475 W(电炉电阻可看作不变).试求: (1)电源的电动势;

(2)S1、S2都闭合时,流过电解槽的电流大小;

(3)S1、S2都闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率。

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