1.下列关于多用电表欧姆挡的说法中正确的是( )
A.每一个倍率挡的测量范围都是0~∞
B.用不同倍率挡测量同一个电阻的阻值,误差大小都是一样的
C.测电阻时,指针越接近刻度盘中央,误差越小
D.选择不同倍率挡时,指针越靠近右边,误差越小
【解析】 根据欧姆表原理,当Rx=0时,调节可变电阻R,得Ig=,这时电流表满偏.当接入被测电阻Rx时,表头上的电流I=,每个Rx都对应刻度盘上的一个电流值,可见测量范围是0~∞,选项A正确.测量电阻时,选择合适的倍率挡,且中值电阻附近的误差最小,故选项B、D错误,C正确.
【答案】 AC
2.(2013·厦门六中高二期末)一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成的欧姆表,调零后用它测量1000 Ω的标准电阻时,指针恰好指在刻度盘的正中间.如用它测量一个未知电阻时,指针指在1 mA处,则被测电阻的阻值为( )
A.1 000 Ω B.5 000 Ω
C.1 500 Ω D.2 000 Ω
【解析】 设欧姆表的内阻为R内,由欧姆定律知:
3×10-3A=,1.5×10-3A=,所以R内=1 000 Ω,E=3 V,又1×10-3A=,所以Rx=2 000 Ω.
【答案】 D
3.调整欧姆零点后,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度极小,那么正确的判断和做法是( )
A.这个电阻值很小
B.这个电阻值很大
C.为了把电阻值测得更准确些,应换用“×1”挡,重新调整欧姆零点后测量
D.为了把电阻值测得更准确些,应换用“×100”挡,重新调整欧姆零点后测量
【解析】 指针偏转角度极小,说明电阻很大,应换用倍率较高的挡,选项B、D正确.
【答案】 BD
图4-3-12
4.如图4-3-12所示的电路中,电源电动势为6 V.当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用多用电表电压挡测得各部分电压是Uab=6 V,Uad=0,Udc=6 V,由此可判定( )
A.L1和L2的灯丝都烧断了
B.L1的灯丝烧断了
C.L2的灯丝烧断了
D.滑动变阻器R断路
【解析】 多用电表电压挡测ab间电压为6 V,说明开关完好,测的是路端电压.Uad=0说明灯L1完好,Udc=6 V等于路端电压,说明灯L2断路,故C选项正确.
【答案】 C
图4-3-13
5.(2012·泉州五中高二检测)在如图4-3-13所示的电路中,开关S闭合与未闭合S前相比,三个电表示数变化情况为( )
A.V变大,A1变大,A2变小
B.V变大,A1变小,A2变大
C.V变小,A1变大,A2变小
D.V变小,A1变小,A2变大
【解析】 S闭合后R1与R2并联,电阻小于R2造成整个回路总电阻减小,回路中电流增大,由闭合电路欧姆定律E=U外+Ir知U外减小,U外=UR+UR2,而UR增大,所以UR2减小,通过R2电流减小,故C对.
【答案】 C
图4-3-14
6.如图4-3-14所示,当开关S断开时,理想电压表示数为3 V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8 V,则外电阻R与电源内阻r之比为( )
A.5∶3 B.3∶5
C.2∶3 D.3∶2
【解析】 S断开时,电压表的读数等于电源电动势,即E=3 V,S闭合时电压表读数为路端电压,即U=1.8 V.所以U内=E-U=1.2 V.根据串联电路电压分配知R∶r=3∶2,故答案为D项.
【答案】 D
7.2011年12月在南非德班气候大会上中国政府作出了减排的郑重承诺,太阳能作为清洁能源在我国将大力推广,如图4-3-15为一太阳能电池板的路端电压随电流变化的图像.则该电池板的( )
图4-3-15
A.电动势为600 μV B.短路电流为20 μA
C.内阻为20 Ω D.内阻为30 Ω
【解析】 由图像知该电池板的电动势E=600 μV,横轴交点坐标为(20 μA,200 μV),因此20μA不是短路电流.
由U=E-Ir,或r=||知r=20 Ω,故A、C正确,B、D错误.
【答案】 AC
8.(2012·川师附中高二检测)将一个电流表改装成欧姆表,并将欧姆表调零,用此欧姆表测一阻值为R的电阻时,指针偏转至满刻度的4/5处,现用该表测一未知电阻,指针偏转到满刻度的1/5处,则该电阻的阻值为( )
A.4R B.5R
C.10R D.16R
【解析】 由闭合电路的欧姆定律得:调零时有E=IgR内;指针偏转至满刻度的4/5时有E=4Ig(R+R内)/5;指针偏转到满刻度的1/5时有E=Ig(Rx+R内)/5.联立三式可解得Rx=16 R,D正确,A、B、C错误.
【答案】 D
图4-3-16
9.把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表,线路如图4-3-16所示,现备有如下器材:A.电源E=3 V,内阻不计;B.变阻器0~100 Ω;C.变阻器0~500 Ω;D.红表笔;E.黑表笔;
(1)变阻器选用________.
(2)红表笔接________端,黑表笔接________端.
(3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度,其电阻值应为________.
【解析】 (1)两表笔直接接触时,调节变阻器阻值使电流达到满偏Ig=,r=0得R0=400 Ω,故变阻器应选C.
(2)红表笔接内部电源的负极,黑表笔接内部电源的正极,所以红表笔接N端,黑表笔接M端.
(3)电流I=2 mA时,I=,
得Rx=1 000 Ω.
【答案】 (1)C (2)N M (3)1 000 Ω
图4-3-17
10.如图4-3-17所示,电阻R1=R2=R3=1 Ω,当开关S闭合时,电压表的示数为1 V;当开关S断开时,电压表的示数为0.8 V.求电源的电动势和内阻.
【解析】 S闭合时,I===1 A,R=+R3= Ω+1 Ω=1.5 Ω,由I=得E=IR+Ir=(1×1. 5+1×r) V①
S断开时,I′===0.8 A,R′=R1+R3=1 Ω+1 Ω=2 Ω,所以E=I′R′+I′r=(0.8×2+0.8×r) V②
由①②两式可得E=2.0 V,r=0.5 Ω.
【答案】 2.0 V 0.5 Ω
11.某研究性学习小组利用图4-3-18①所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图4-3-18②所示的R-图线,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,由此可以得到E=________ V,r=________ Ω.
图4-3-18
【解析】 由闭合电路的欧姆定律可知
I=,所以=
由图像可知,当=1.0 A-1时,R=2 Ω,
当=3 A-1时,R=7.8 Ω
代入上式得E=2.9 V r=0.9 Ω.
【答案】 2.9 0.9
12.如图4-3-19所示,R1=R2=R3=R4=R,开关S闭合时,间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m、带电量为-q的小球恰好处于静止状态;开关S断开时,小球向电容器一个极板运动并发生碰撞,碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷.设碰撞过程中没有机械能损失,小球反弹后恰好能运动到电容器另一极板.若不计电源内阻,求:
图4-3-19
(1)电源的电动势;
(2)小球与极板碰撞后的带电量.
【解析】 首先要识别开关S闭合和断开的电路连接,然后再利用力的平衡条件和动能定理求解.
(1)开关S闭合时,R1、R3并联,再与R4串联(R2中没有电流通过),则UC=U4=E.①
对带电小球,有mg=q.②
由①②两式联立解得E=.
(2)开关S断开后,R1、R4串联,则UC′=E=,③
小球向下运动与下极板相碰后,小球带电量变为q′,向上运动到上极板,全程由动能定理,得
mgd-q·-mgd+q′UC′=0④
由③④两式联立解得q′=q.
【答案】 (1) (2)
1.在电源一定的闭合电路中,下列哪个说法正确( )
A.路端电压与外电阻成正比
B.路端电压随外电阻的增大而增大
C.外电路短路时,路端电压的值等于电源电动势的值
D.路端电压一定大于内电路的电压
【解析】 由闭合电路欧姆定律可得:I=,E=U+Ir,联立得U=E-·r,故A错误,B正确;电路短路时R=0,路端电压等于0,故C、D错误.
【答案】 B
2.关于电源的电动势,下面叙述正确的是( )
A.电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压
B.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化
C.电源的电动势是表示电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量
D.在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压增大,电源的电动势也增大
【解析】 电源的电动势在数值上等于外电路断开时的路端电压,由于电压表有内阻,电压表测得的电压应低于电源电动势,故A错;电源的电动势是由电源本身构造决定的,与其他因素无关,故B、D均错;只有C正确.
【答案】 C
3.(2012·宁德高二检测)在已接电源的闭合电路中,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是( )
A.如果外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大
B.如果外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势也随内电压减小
C.如果外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小
D.如果外电压增大,则内电压减小,电源电动势始终为二者之和,保持恒定
【解析】 由闭合电路欧姆定律知:E=U+Ur=U+Ir,可见电动势等于内电压和外电压之和,电动势是不变的,故D正确,A、B、C错误.
【答案】 D
图4-1-7
4.在如图4-1-7所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时,则( )
A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
【解析】 滑片P向下移动,变阻器电阻减小,外电路总电阻减小,根据I=知,电路电流增大,灯A两端电压UA增大而变亮,根据U=E-Ir,路端电压变小,U=UA+UB,所以UB减小,灯B电阻不变,所以灯B电流IB减小,灯B变暗.干路电流I=IB+IC,因为I增大、IB减小,所以IC增大,灯C应变亮,选项D是正确的.
【答案】 D
5.(2010·上海高考)在图4-1-8所示的闭合电路中,当滑片P向右移动时,两电表读数的变化是( )
图4-1-8
A.?变大,变大 B.?变小,变大
C.?变大,变小 D.?变小,变小
【解析】 滑片P向右移动,变阻器电阻变大,总电阻也变大,由闭合电路的欧姆定律可知,回路中电流减小,电流表示数减小,电源内电压减小,R0两端电压减小,所以滑动变阻器两端电压升高,电压表示数变大,故B项正确.
【答案】 B
6.如图4-1-9所示的电路中,电源电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω,定值电阻R1=3 Ω,R2=2 Ω,电容器的电容C=100 μF,则下列说法正确的是( )
图4-1-9
A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V
B.闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10-4 C
C.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为3×10-4 C
D.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.0×10-4 C
【解析】 闭合开关S,电路稳定后电流I==0.5 A,电容器两端的电压为U=IR1=1.5 V,选项A正确;电路稳定后电容器带电荷量为Q=CU=100×10-6×1.5 C=1.5×10-4 C,选项B、C错误;先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,电容器C通过电阻R1放电,通过电阻R1的电荷量为1.5×10-4 C,选项D错误.
【答案】 A
7.(2012·上海长宁区高二检测)某同学用如图4-1-10所示的电路来测量电源的电动势与内电阻,但由于某种原因,只找到一只不带刻度的电流表,当他把R由2 Ω变为6 Ω时,电流强度减小为原来的一半,则他所测定的电源的电动势与内电阻分别为( )
图4-1-10
A.无法测定 4 Ω
B.6 V 8 Ω
C.12 V 6 Ω
D.无法测定 2 Ω
【解析】 由闭合电路欧姆定律得E=I(r+2),E=(r+6),联立求解得r=2 Ω,两式比较正好把E与I同时约掉,所以即使多测几组也不能测出电动势.
【答案】 D
8.(2012·龙岩一中高二检测)如图4-1-11所示,电源电动势为E,内电阻为r.两电压表可看做是理想电表,当闭合电键,将滑动变阻器的滑动触头由左端向右端滑动时,下列说法中正确的是( )
图4-1-11
A.小灯泡H2变暗,V1表的读数变小,V2表的读数变大
B.小灯泡H1变亮,V1表的读数变大,V2表的读数变小
C.小灯泡H2变亮,V1表的读数变大,V2表的读数变小
D.小灯泡H1变暗,V1表的读数变小,V2表的读数变大
【解析】 等效电路如图所示,H1与滑动变阻器并联,再与H2串联,V1测量路端电压,V2测量H2两端的电压.当滑动触头右移时,滑动变阻器阻值变大,与H1并联阻值变大,故闭合电路总阻值变大,I=减小,路端电压U1=E-Ir增大,U2=IR2减小,H2变暗,U并=U1-U2增大,故H1变亮.
【答案】 B
图4-1-12
9.如图4-1-12所示,电源内阻不可忽略,R1为半导体热敏电阻,R2为锰铜合金制成的可变电阻.当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时,可能的原因是( )
A.R1的温度逐渐降低
B.R1的温度逐渐升高
C.R2的阻值逐渐增大
D.R2的阻值逐渐减小
【解析】 当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时,可能的原因是灯泡中电流逐渐减小,R1的阻值逐渐增大,R1的温度逐渐降低,选项A正确B错误;由于电源内阻不可忽略,当R2的阻值逐渐减小,电源输出电流增大,电源路端电压减小,导致灯泡L的亮度逐渐变暗,选项D正确C错误.
【答案】 AD
10.(2011·海南高考)如图4-1-13所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
图4-1-13
A.V的读数变大,A的读数变小
B.V的读数变大,A的读数变大
C.V的读数变小,A的读数变小
D.V的读数变小,A的读数变大
【解析】 当S断开时,电路的总电阻R总变大,总电流I=变小,内电压U内=Ir变小,路端电压U=E-Ir变大,电压表测量路端电压,读数变大;R1两端电压U1=IR1变小,R3两端电压U3=U-U1变大,通过R3的电流I3=变大,电流表读数变大,B选项正确.
【答案】 B
11.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合回路,则它的外电压为多少?
【解析】 由题意知电源电压为800 mV=0.8 V由短路电流I短=得r== Ω=20 Ω
当接入20 Ω的电阻后,
电路中的电流为I== A=0.02 A
所以外电压为U=IR=0.02 A×20 Ω=0.4 V.
【答案】 0.4 V
12.(2012·塔城高二检测)如图4-1-14所示电路,已知R3=4 Ω,闭合电键,安培表读数为0.75 A,伏特表读数为2 V,经过一段时间,一个电阻被烧坏(断路),使安培表读数变为0.8 A,伏特表读数变为3. 2 V,问:
图4-1-14
(1)哪个电阻发生断路故障?
(2)R1的阻值是多少?
(3)能否求出电源电动势E和电阻r?如果能,求出结果;如果不能,说明理由.
【解析】 (1)伏特表和安培表有示数且增大,说明外电阻增大,故只能是R2被烧断路了.
(2)R1== Ω=4 Ω.
(3)UR3=I1R1-UR2=0.75×4 V-2 V=1 V
I3== A=0.25 A
E=3.2 V+0.8 A×(R4+r) E=3 V+(0.25 A+0.75 A)(R4+r)
R4+r=1 Ω E=4 V
故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r.
【答案】 (1)R2断路 (2)4 Ω (3)4 V;不能求出内阻
1.关于三个公式P=UI,P=I2R,P=的适用范围,以下说法正确的是( )
A.第一个公式普遍适用于求电功率,后两式普遍适用于求热功率
B.在纯电阻电路中,三个公式既可适用于求电功率,又可适用于求热功率
C.在非纯电阻电路中,第一个公式可适用于求电功率,第二个公式可用于求热功率,第三个公式没有意义
D.由U=IR可知,三个公式没有任何区别,它们表达相同的意义,所求P即是电功率,也是热功率
【解析】 首先要明确,欧姆定律U=IR只适用于纯电阻电路,因此三个公式在纯电阻电路中没有区别,但在非纯电阻电路中它们互不相同.其次,P=UI表示电功率,而P=I2R表示热功率.因此,在纯电阻电路中,UI=I2R,消耗的电能全部转化为内能;而在非纯电阻电路中,UI>I2R,即消耗的电能只有部分转化为内能.
【答案】 BC
2.(2012·潍坊高二检测)额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间.比较它们产生的热量,结果是( )
A.电风扇最多 B.电烙铁最多
C.日光灯最多 D.一样多
【解析】 在三种用电器中,只有电烙铁是纯电阻用电器.将电能全部转化为内能,故B选项正确.
【答案】 B
3.(2012·哈尔滨高二检测)用E表示电源电动势,U表示路端电压,Ur表示内电压,R表示外电路总电阻,r表示电源内电阻,I表示干路电流,则下列各式中正确的是( )
A.Ur=IR B.Ur=E-U
C.U=E+Ir D.U=
【解析】 因为不知道外电阻是纯电阻电路还是非纯电阻电路,所以I=不一定成立,Ur=E-U一定成立,故D错误、B正确;Ur=Ir,A错误;U=E-Ir,C错误.
【答案】 B
4.(2012·南京高二检测)如图4-4-7所示,有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V、60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则( )
图4-4-7
A.电解槽消耗的电功率为120 W
B.电解槽的发热功率为60 W
C.电解槽消耗的电功率为60 W
D.电路消耗的总功率为60 W
【解析】 灯泡能正常发光,说明电解槽和灯泡均分得110 V电压,且干路电流I=I灯= A,则电解槽消耗的功率P=P灯=60 W,C对、A错;电解槽的发热功率P热=I2R内=1.3 W,B错;整个电路消耗的总功率P总=220× W=120 W,D错.
【答案】 C
5.在如图4-4-8所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )
图4-4-8
A.灯泡L变亮
B.电源的输出功率变小
C.电容器C上电荷量减少
D.电流表读数变小,电压表读数变大
【解析】 将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,R的阻值变大,电路中电流变小,灯泡变暗,A选项错误;路端电压变大,电阻R两端电压变大,电容器C两端电压变大,电容器C上电荷量增加,C选项错误、D选项正确;当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,则外电路电阻比r大得越多,输出功率越小,B选项正确.
【答案】 BD
6.(2012·古田一中高三检测)如图4-4-9所示,电源电动势E=3.2 V,电阻R=30 Ω,小灯泡L的额定电压UL=3.0 V,额定功率PL=4.5 W.当开关S接1时,电压表的读数为3 V,则当开关S接2时,灯泡发光的情况是( )
图4-4-9
A.很暗,甚至不亮 B.正常发光
C.比正常发光略亮 D.有可能被烧坏
【解析】 设电源的内电阻为r,S接1时,由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为:I1=,电压表的示数等于电阻R两端的电压,即U1=I1R,代入数据联立解得:r=2 Ω.灯泡的电阻为:RL==2 Ω,S接2时,电路中的电流为:I2== A=0.8 A,灯泡两端的电压为:U′L=I2RL=0.8×2 V=1.6 V,比灯泡的额定电压小得多,灯泡很暗,甚至不亮,正确选项为A.
【答案】 A
7.如图4-4-10是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I-R图像.现将甲、乙串联后接入电路中,则( )
图4-4-10
A.甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小
B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小
C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少
D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小
【解析】 若将两电阻丝串联接入电路中,由于通过两电阻丝的电流相同,由图像可知,此时甲的电阻大于乙的电阻,所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大,A错误;由于两电阻丝的横截面积、长度均相同,故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大,B错误;由Q=I2Rt可知,在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少,C正确;由P=I2R可知D错误.
【答案】 C
8.(2012·南平一中高二检测)如图4-4-11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,忽略一切阻力及导线电阻,则( )
图4-4-11
A.电源内阻r=-R
B.电源内阻r=--R
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
【解析】 本题主要考查学生对欧姆定律适用范围、电功和电热的区别,要求学生熟练掌握欧姆定律,电功率及焦耳定律的应用.由于电动机是非纯电阻元件,欧姆定律不再适用,电动机的输入功率P1=UI,热功率P2=I2R,输出功率P3=mgv,P1=P2+P3,可解得:U=IR+,又由闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir,解得:r=--R;当电动机被卡住时,电动机变成纯电阻元件,总电流I总=,电流增大,故电源消耗的功率P增大,所以选项B、C正确.
【答案】 BC
9.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图4-4-12所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V,内阻为0.05 Ω.电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了( )
图4-4-12
A.35.8 W B.43.2 W
C.48.2 W D.76.8 W
【解析】 电动机未启动时,U灯=E-I1r=(12.5-10×0.05) V=12 V,电灯功率P灯=U灯I1=120 W.电动机启动时,U灯′=E-I2r=(12.5-58×0.05) V=9.6 V,设电灯阻值不变,由P=,可得P′=()2×P灯=()2×120 W=76.8 W,电功率的减少量ΔP=P-P′=(120-76.8) W=43.2 W.
【答案】 B
10.三个电阻分别标有“100 Ω、4 W”,“200 Ω、2 W”,“50 Ω、8 W”,若将它们并联起来,允许消耗的最大功率是多少?
【解析】 三个电阻正常工作时的电压为:
U1==20 V
U2==20 V
U3==20 V
当三者并联时应接在20 V的电源上,此时三者均正常工作,故允许消耗的最大功率为P总=4 W+2 W+8 W=14 W.
【答案】 14 W
11.如图4-4-13所示,电源电动势E=10 V,电阻r=0.5 Ω,标有“8 V、16 W”的灯泡L恰好能正常发光,电动机 绕线的电阻R0=1 Ω,求:
图4-4-13
(1)电源的总功率;
(2)电动机的输出功率.
【解析】 (1)L正常发光,路端电压等于灯泡额定电压8 V.
内电压U内=(10-8) V=2 V,
则总电流I==4 A,
电源总功率为P电=IE=4×10 W=40 W.
(2)流经电动机的电流IM=I-=2 A.
输入电动机的总功率P电动机=U·IM=8×2 W=16 W.
电动机内阻消耗功率P内=IR0=4×1 W=4 W.
故电动机输出功率P出=(16-4) W=12 W.
【答案】 (1)40 W (2)12 W
12.(2013·海口一中高二期末)如图4-4-14所示的电路中,电炉电阻R=10 Ω,电动机线圈的电阻r=1 Ω,电路两端电压U=100 V,电流表的示数为30 A,问通过电动机的电流强度为多少?通电一分钟,电动机做的有用功为多少?
图4-4-14
【解析】 题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机).在纯电阻电路中可运用欧姆定律I=直接求出电流强度,而非纯电阻电路中的电流强度只能运用干路和支路中电流强度的关系求出.在非纯电阻电路中,电功大于电热,两者的差值才是有用功.根据欧姆定律,通过电炉的电流强度为I1== A=10 A.
根据并联电路中的干路电流和支路电流的关系,则通过电动机的电流强度为I2=30 A-I1=20 A.
电动机的总功率为P=UI2=100×20 W=2×103 W.
因发热而损耗的功率为P′=I·r=0.4×103 W
电动机的有用功率(机械功率)为P″=P-P′=1.6×103 W,电动机通电1 min做的有用功为W=P″t=1.6×103×60 J=9.6×104 J.
【答案】 20 A 9.6×104 J