0.2;当开关S闭合时,滑动变阻的滑片位于a端时,电流表的示数为1安,且小灯泡正常
发光,求小灯泡的额定功率。
(灯丝电阻恒定)。
8、AB和CD是完全相同的两条带有绝缘皮的导线,它们并行地埋设在相距2km的甲、乙两
地之间.由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤,而发生了漏电现象(即相当于两根导线
之间在漏电处连接了一个电阻•为了确定漏电处的位置,维修人员做了以下测量:
(1)在甲地将两端电压恒为90V的电源的两极分别接在A、C两端,此时在乙地用内电阻很大的电压表测得B、D两端电压为72V.
(2)在乙地将两端电压恒为100V的电源的两极分别接在B、D两端,此时在甲地刖同’型号的电压表测得AC阳端的电压为50V.
如果AB和CD导线每千米电阻值为2Q,请你根据以上测量结果计算漏电处距甲地多远?
绝缘皮破损处的漏电电阻是多大?
9、小李想利用实验室提供的器材测量某未知电阻R(阻值约为500Q)的阻值,实验室提
供的器材有:
电压为9V的理想电源、滑动变阻器R(100Q,2A)、电流表(量程为0〜0.6A,分度值为0.02A)、电压表(量程为0〜6V,分度值为0.1V)各一个,开关两只Si和S,导线若干。
小李设计了如下图所示的电路进行测量,你认为他能否测出未知电阻R的阻值?
请计算分析说明。
10.下表为某同学家中一品牌洗衣机所用的电动机的工作参数:
名称
额定电压
(伏)
频率(赫)
工作电流
(安)
电阻(欧)
洗涤电动机
220
50
20
脱水电动机
220
50
0.8
18
其中,洗涤电动机的工作电流已模糊不清,他想用所学知识把它测出来。
于是,他将家中的
其它用电器都关闭,只让洗衣机工作。
洗衣机工作时,经过进水、洗涤、排水、脱水等程序。
洗衣机洗涤时,洗涤电动机要经历正转、停、反转的过程,其时间分配如图(单位:
秒)。
该
同学测得一次洗衣服的全过程中,洗涤时间为14分钟,脱水时间为2分钟,标有“3000r
/kwh”的电能表表盘恰好转过了84圈。
则:
I**丁_|
LP
1+30*
正转停反转停正转
(1)不考虑进水、自动排水时控制系统和指示灯的耗电,一次洗衣的全过程大约消耗多少
电能?
(2)洗涤电动机的工作电流是多少?
11.如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图,其中电源两端的电压恒
为24V,R0为定值电阻,A为油量指示表(一只量程0〜0.6A的电流表),Rx为压敏电阻,它的上表面受力面积为10cmt其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示•油箱的上下两部
分皆为长方体形状,下部分的横截面积为20dm2,高为2dm,上半部分的横截面积为10dni,
油箱加满油时油的总体积为60dm*.当油箱装满油时,油量指示表的示数如图丙所示.已知:
P汽油=0.7x103kg/m3,取g=10N/kg.
(1)当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值是
多少?
(2)若汽车在高速公路匀速行驶400km,油量表由满刻度指向满刻度的四分之一位置,求该汽车行驶100km消耗汽油多少升?
(3)
12.如图所示是一种常见的台式饮水机结构
红好Q
温控开关
乙
辣灯
甲
在上面第
(2)问所述的行驶过程中发现,油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快,而后来一段时间内变化较慢,请解释其中的原因.
剖面图,控水槽内浮体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,A来浸没时C略有下降,桶内水流入控水槽中。
已知桶内水位高40厘米,阀门C横截面积1厘米2,不计A、C本身重力、大气压和热量损失,问:
(1)控水槽内保持一定水位,浮体A的最小
体积应为多大?
(2)若热胆中储水1千克,由电热管加热,
要求在10分钟内把水从20C加热到100C,则电热管的电功率为多大?
(3)饮水机的电路如图乙,水沸腾前,红灯亮、绿灯灭、加热管正常工作;水沸腾后,绿灯亮、红灯灭、加热管不工作。
试分析温控开关1和2在水沸腾前后通断情况以及红绿指示灯电阻R红、R绿应满足的条件。
13、如图甲,电磁继电器和热敏电阻R等组成了恒温箱控制电路,Ri处于恒温箱内,电源电
压U=6V继电器线圈的电阻可不计•图乙为热敏电阻的R-t图象,且已知在50〜150C范
围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:
Rit=常数;电阻R2是可变电阻,当线圈中的电
流达到40mA时,继电器的衔铁被吸合,此时可变电阻R>=0Q时,恒温箱可保持60C恒温,
图甲團&
图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源,它的额定功率是1500W
(1)60C时,热敏电阻R的阻值是多少?
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是CD端?
50次,每次加热10min,恒温
(3)根据统计,正常情况下,恒温箱内的加热器,每天加热
箱每天消耗电能多少kw?
h•
(4)如果要使恒温箱内的温度保持100C,可变电阻R2的阻值应调为多少?
14.为了推进环保和节能理念的实施,某公司开发生产了“风光互补路灯”,该路灯只需要
晒晒太阳吹吹风就能工作,如图I所示.它在有阳光时通过太阳能电池板发电,有风时通过
风力发电机发电,二者皆备时同时发电,并将电能输至蓄电池储存起来,供路灯照明使用.为
了能使蓄电池的使用寿命更为长久,一般充电至90%左右即停止,放电余留20%左右即停止
电能输出.
下表为某型号风光互补路灯系统配置方案•问:
风力发电机
太阳能电池组件
最小启动风速
1.0m/s
太阳能电池
36W
最小充电风速
2.0m/s
太阳能转换效率
15%
最大限制风速
12.0m/s
蓄电池
500A.h12V
最大输出功率
400W
大功率LED路灯
80W-12V
(1)当风速为6.0m/s时,风力发电机的输出功率将变为50W在这种情况下,将蓄电池的
电量由20%充至90%需多长时间?
(2)如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m,要想太阳能电池
的最大功率达到36W太阳能电池板的面积至少要多大?
(3)若遇到阴天无风的天气,仅靠蓄电池供电,最多可供灯具正常发光多长时间?
15•如图是小敏设计的一个电热毯模拟电路。
其中S3是一个单刀双掷开关(三个接线柱,C
接线柱可与A接线柱连接,或与B接线柱连接,但只能在AB之间连接其中一个),R和
F2是发热电阻,电源电压是6伏保持不变。
(1)判断该模拟电路有几挡发热状况,以及相应的(不计不发热状况)开关状况。
若四只转向灯都用“6V、10W的灯泡,
D用“6V、1.5W'的灯泡,电源两端电压为
6V。
试
通过计算说明,为什么把S拨至1、2的任何位置时光,而左、右转向灯不同时发光?
D灯都会发
外界发出右转信号,同时D灯闪亮,向驾驶员显示转向灯正常工作。
左转时道理与右转一样。
(1)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积•设空气密度为p,气
流速度为v,风轮机叶片长度为r.求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm.(已知质量为
m,速度为v的物体的动能为1/2mv2)
(2)已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比.某风力发电机在风速V1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW我国某地区风速不低于V2=6m/s的时间每年约为5000小时,试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时?
出力it■帆示£圈
17.小明家新买了一个100瓦的电热毯,他想用伏安法测量电热毯的电阻值,于是连接了如
箱、发电机等,如图所示.
19、在下图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R上标有“100Q1A”字样•
闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电压表Vi的示数为10V,电压表V2的示数为6V.求:
1定值电阻R的阻值.
2此时滑动变阻器F2消耗的电功率P2.
3请用定值电阻来替换电阻F,并选择合适的电表量程.要求:
在不更换
电表量程的情况下,移动变阻器的滑片P,使所有电表的示数都能达到
各自的最大值,且电路能正常工作.
第一,符合上述条件的所有可能的定值电阻阻值:
第二,满足上述要求时,电流表示数的最小值,(写明必要理由)
20、如图是一个暗箱,盒内有一个电压为18伏电池组、二个电阻和若干根导线组成的电路。
盒内电路分别跟盒外A、B、C、D四个接线端,若用电流表测量各接线端之间的电流,结果发现:
当把电流表接在AC两端时,它的示数为0.6安;当把电流表接在AB两端时,它的示
数为0.9安;当把电流表接在CDBCBD两端时,它的示数为0。
根据上述测量结果,完
成下列要求:
(1)在图上画出能表示盒内电路连接情况的电路图,并求出两个电阻的阻值;
(2)
灯泡连接到AC之间时,灯泡L消耗的电功率是多少;
如果AB在之间连接一个小灯泡L,则5分钟内电流通过灯泡做的功是1215焦,则此
(3)如果在AC之间连接一个最大阻值为20欧的滑动变阻器,
移动滑动变阻器滑片使变阻器上消耗的电功率为最大,求此时
变阻器接入电路的电阻值和最大电功率。
1.解析:
从容量单位的组成看,它是放电电流与放电时间的乘积。
理论上,这种电池应该能
够以1300mA的电流放电Ih.。
放电功率为:
P=IU=13X12W=156W
放电1h释放的能量:
E=Pt=l.56WX3600s=5.6X10J
答案:
这种可充电电池可以储存的能量大约是5.6千焦。
2.解析:
水吸收的热量Q吸=Cn^t=4200焦/千克•°CX1.6千克X45C=302400J
电热器产生的热量Q放=302400J/50%=604800J
功率p=Q放/t=604800J/840s=720W
22
电阻R=U/P=(24V)/720W=4/5Q
要得到4/5Q的阻值可以将1欧与4欧并联即可。
3.解析:
由题意可知,1元钱可购得2度电或15kg/60=0.25kg液化气。
消费1元钱用电烧水得到的有效热量为:
2X3.6X106JX90%=6.48X106J
消费1元钱用液化气烧水得到的有效热量为:
0.25kgX4.2X107J/kgX30%=3.15X106J
消费1元钱用电烧水比用液化气烧水得到的有效热量更多,可见用电热水壶烧水更省钱。
(其他解法也可)
4.
ifhH-iBA
Ii-=——(A>
由杠杆原理得:
FbXBO=FaxAO
踏板
解析:
(1)I=U/R=4.68/300=15.6mA
(2)R=U/l=4.68/0.02=234Q
对A的压力Fa=(300-234)X5/3=110N
Fb=550N/•m=55kg
6—4
(3)Fa=PaS=2X10X2X10=400N
Fb=5Fa=2000N
/•m=200kg
5.解析:
(1)防止电流过大而烧坏电流表(或答保护电路)
(2)正比
(3)I=U/(R)+Rab)=3.OV/(5Q+25Q)=0.1A
(4)当电流为0.6A时变阻器连入电路中的电阻为:
R=R总—R?
=LFI—R)=3V/0.6A—5Q=0Q
电阻线长度的改变量为:
5cm,由图象可知拉力F=250N
6.解析:
(1)油箱空时宀°,对应凡」5口
电路电阻=45Q+5Q=50D电路中的电流_氏_50Q
1/6卩
兀-5□-15Q
查表对应汽油压强值为2840Pa
2告“
此时汽油深度
消耗汽油体积
礪0.71xIO3^/^3lOTY/te
Z=x(0.^-014^)=0,03^^=30£
100km耗油体积
7.解析:
当S断开,P滑到b端时,灯与滑变最大值串联,此时灯的电阻:
RL=U/0.2A-20Q
(1)式
当S闭合,P滑到a端时,灯与R1并联,小灯泡正常发光,此时灯的电阻:
RL=U/(1-U/15Q)
(2)式
由
(1)、
(2)式可解得:
Ui=10V(舍去),U2=6V,R=10Q
灯的额电功率为P=UI=6VX(6V/10Q)=3.6W
8.
甲90V
材IR
A
iMiVi
甲
解析:
根据题意画等效电路图,如图答1、图答2所示.
因为已知每1km导线的电阻为2Q,所以2km导线的电阻为4Q,设MN为漏电处,漏电电阻
1当滑片在最左端时,lma<=U/R<=9V/500Q==0.018Av0.02A,读不出电流值;
Urx=9V>6V,超过电压表量程;
2当滑片在最右端时,lmin=U/(R+R)=9V/600Q=0.015Av0.02A,仍读不出电流值;
URx'=9X5/6V=7.5V>6V,超过电压表量程。
综上所述,此电路图不能测出R<的阻值.
10.解析:
(1)消耗的电能为:
W=84/3000千瓦时=0.028千瓦时
⑵洗涤时用电时间为720秒
脱水时消耗的电能为:
Wk=UI脱t脱=220伏X0.8安X120秒=21120焦
洗涤时消耗的电能为:
6
W洗=W-W脱=0.028X3.6X10焦-21120焦=79680焦
洗涤的洗涤的工作电流:
I洗=W洗/Ut洗=79680焦/(220伏X720秒)=0.5安
11.
(1♦抽箱装满时,下半部分容积
上半部分容积『=:
¥・忙于&:
50)%TXX
上半部分肓度hf二E苫W[十=0一加:
汽油的深^h=h.+K=O-2m+o.2^=0.4mj
汽油对压倉电阻的压强:
p二丐==*OTXLOW/kgX0.4m=2SXIO3?
^^
汽油刘压敏电阻的压力F=p£=2.8XlO'PiXiaxlttTV=2.8J1>
由圍乙可知此时R/=3DC・
由题意可得乩=寻^兀=^务盘-卸炉1曲;
汽抽用完时.曲怪]乙可帅R'g別口。
」
通过油基表的电硫Fur=lot^^oon=c-09A'
ViEF一i_T~
咨:
当油箱内汽油用完时>对应的电流值是匚OBA・
C2)油量表指向満刻度的冶置时,邇过油量表的电流I.-^XO6A=0.15札*
此时压敏电阻阻佰計K=i'■-VOH^A"10-=150-;
3*
由團乙可知■汽油对压皴电阴的压力『'=0V
E*n7Wr
此时汽油对压靈电阻的压强十=^-=―=7X10"P.;
s10>il0-m-*
盘抽糅度h二一==0.讣:
«=SO.7KlO^Wm^XlOH/ke
乘际汽油悴狗lm=£X-,
汽车行驶MCHnnj肖耗汽油的俸积色V=6X10X10'入=也X10'^—40L.
i宴汽车行驶IDClfcn消耗汽油的诵积拥监X1001ffli=10L;
答:
该汽车订驶lUClkm消耗汽油W升*
3)因油箱上部横截面积较小,消耗相同体积的汽油,上部的液面高度变化较大,导致汽油对压敏电阻的压力变化较快,所以电流表示数变化较快,也就是说油量表变化比较快.
11.解析:
(1)浮体A具有最小体积的条件是:
浮体A刚好浸没在水中时受到向上的浮力跟阀
门C受到水向下的压力相等,桶口处的水压为:
p=p水gH=1(f千克/米3X10牛/千克X0.4米=4X103帕
C受到的水的压力为:
342
F=pS=4X10帕X10-米=0.4牛
则F浮=F=p水gV排得V=4X10-5米3即浮体A的最小体积为4X10-5米3
(2)水应吸收的热量:
Q=cm(t-to)=4.2X103焦耳/(千克「C)X1千克X(100—20)C=3.36X105焦
因热量全部由电能提供,即W=Q=Pt
所以P=W/1=3.36X10焦/600秒=560瓦
(3)开关1和2在水沸腾前同时闭合,在水沸腾后同时断开
R红<12.解析:
(1)因为,可变电阻R>=0Q,电流是40mA电压6V,所以,R=U/I=6V/0.04A=150Q
(2)由图可知,热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,可见温度越高,电路中的电流越大,当电流达到40mA时,继电器的衔铁被吸合,电路应当断开,所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端.
(3)t=600sX50=30000s,所以,恒温箱每天消耗电能W=Pt=1500W30000s=12.5kw?
h.
(4)Rt=常数,所以,当温度是100C时,150QX60C=RX100C,R1=90Q,
R总==6V/0.04A=150Q
所以,电阻Rz的阻值,F2=R总-R1=150Q-90Q=60Q.
13.解析:
(1)蓄电池的容量:
W=12X500A?
hX(90%-20%=12VX500AX3600sX(90%-20%=1.512X107J;
需要的时间:
t=W/P=1.512XI07J/50W==302400s=84h;
(2)电池板面积:
S=P时nP辐=36W/240W/mX15%=1m;
(3)为了能使蓄电池的使用寿命更为长久,一般充电至90%左右即停止,放电余留20%左右即停止电能输出,与
(1)蓄电池的电量由20%^至90%相符,即蓄电池的容量相等,故可供
灯具发光时间:
7
t灯=W/P灯=1.512X10J/80W=189000s=52.5h.
答案:
(1)将蓄电池的电量由20%充至90%需84h;
(2)太阳能电池板的面积至少要1甫;
(3)最多可供灯具正常发光52.5h.
14.解析:
(1)共有4挡:
1幵餐蜀超合.开关备接a推找柱,備和島井联*电跻功
2卄元备闭含卜创斷丿x騎按日按找匕和覘串联,电歸功率竝小:
㉚开关斯聞含,场斷开”%接直按域柱,只R.功
④”关S2闭合.戲按H接线柱,只氐发热,功率较大.
(2)由
(1)分析可知:
P大=U/R并得R并=U>/P大=(6V)/5W=7.2Q
P小=U/R串得R串=U>/P小=(6V