非纯电阻计算题及热学电学综合题.doc
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非纯电阻计算题
例1.一个电动机的线圈电阻是4.4Ω,当把它接在220V电压下工作10min。
已知:
通过线圈的电流是5A,这时电动机做功____J,线圈产生的热量是_____J。
W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105J;求电流产生的热量只能用Q=I2Rt=(5A)2×4.4Ω×600s=6.6×104J。
例2.某电动机线圈电阻为1Ω,接在220V的直流电压下,工作电流为1A,则电动机消耗的电功率为_____W;发热损耗的电功率为____W;转化为机械能的功率为____W。
解析:
电动机消耗的电功率为总功率P总=UI=220V×1A=220W;
发热损耗的电功率P热=I2R=1A)2×1Ω=1W;
转化为机械能的功率为P机=P总–P热=220W-1W=219W
例3.小华准备参加玩具赛车比赛,她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机,实验时她先用手捏住电动机的转轴,使其不转动,然后放手,让电动机正常转动,分别将2次实验的有关数据记录在表格中。
请问:
(1)这只电动机线圈的电阻为多少?
(2)当电动机正常工作时,转化为机械能的功率是多少?
(3)该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少?
电动机的电压/V
电动机工作状态
通过电动机的电流/A
0.2
不转动
0.4
2.0
正常转动
1.0
解析:
(1)根据线圈不转动时是纯电阻电路可求出线圈电阻:
R==0.5Ω
(2)电动机正常工作时消耗的总的电功率:
P总=U2I2=2V×1A=2W,正常工作时发热的功率:
P热=I2R=0.5W,转化为机械能的功率:
P机=P总-P热=1.5W
(3)转化为机械能的效率:
η==75%。
例4.电动机是一种使用广泛的动力机械,从能量转化的角度看.它主要是把电能转化为机械能,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。
现有一台电动机,当电动机两端加220V电压时,通过电动机线圈的电流为50A。
问:
(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少?
(2)已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt(其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间),若该电动机线圈的电阻是0.4Ω,则线圈每分钟产生的热量是多少?
(3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
解析:
(1)消耗的电能W总=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J
(2)产生的热量Q热=I2Rt=(50A)2×0.4Ω×60s=6×104J
(3)所做的机械功W机=W总-Q热=6.6×105J-6×104J=6×105J。
电学热学综合题
1、小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置,如图所示R1是一个热敏电阻(置于热水器中),其阻值随温度的变化关系如表1,表2是这个电热水器的铭牌。
已知继电器线圈电阻R2为10Ω,左边电源的电压U0为6V不变。
当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时,继电器的衔铁被吸下,电热水器的电路闭合,开始工作请回答
(1)正常工作时,电热水器的电阻是多少?
(2)分析表1,热敏电阻的阻值随温度如何变化?
(3)若电热水器内的温度控制在30℃——60℃之间,求衔铁被吸下,电热水器电路被断开时,继电器线圈的工作电流是多少?
(4)电热水器正常工作时,将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间?
(不计热损失)
2、华扬1870系列太阳能热水器的数据如下:
真空管直径(mm)
70×1800
规格(支管)
15
外形尺寸(mm)
1840×1597×1765
保暖层(mm)
60
水箱容量(L)
150
采光面积(m2)
2.1
(1)已知我市向着阳光的地方每平
方米的面积在一小时内得到的太
阳辐射能平均为3×106J。
若每天
接收太阳能的时间以8小时计
算,热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能,则正常情况下一天该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度?
(2)如果换用一台标有“220V1500W”的电热水器在额定电压下工作,把同样的一箱水升高相同的温度需要多长时间?
(3)如果电价为0.54元/KWh.照此计算每月(按30天)可节省多少电费?
型号
P2155-B
电源
AD220V50HZ
加热功率
800W
保温功率
40W
水容量
2.0L
3、办公室里有个自动电热瓶,如图和表是它的原理及参数。
A为自动温控开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电路;
低于设定温度时,自动接通电路。
已知水的比热容为
4.2×103J/(kg·℃),请你通过分析来进行以下计算:
(1)电热水瓶放出的热量90%被这些水吸收,烧开一瓶
20℃的水(标准大气压),电热水瓶应正常工作多长时间?
(2)黄灯亮时电热水瓶处于保温状态还是加热状态?
保温元件
R工作时电阻是多大?
(注:
指示灯消耗的功率可以忽略,保温功
率是指整个电路消耗的功率)