题目内容
3.如图所示,为电动机提升重物的装置,电动机线圈r=2Ω,电动机两端电压为10V,电路中的电流为1A,物体A重10N,不计摩擦力,求:(1)10s内,电动机线圈电阻上发出多少热量?
(2)10内,电动机消耗多少电能?
(3)10s内,电动机输出多少机械能?可以把重物A匀速提升多高?
(4)这台电动机的机械效率是多少?
分析 (1)根据焦耳定律即可求出电动机线圈电阻R的发热量;
(2)根据E=UIt可求得电动机消耗的电能;
(3)电动机的输出的机械能等于电动机的输入能量与发热量的差值;
(4)根据效率公式可求得电动机的机械效率.
解答 解:(1)10s内电阻上产生的热量为:
Q=I2rt=1×2×10=20J;
(2)电动机消耗的电能为:
E=UIt=10×1×10=100J;
(2)10s内输出的机械能为:
E出=E-Q=100-20=80J;
根据mgh=E出可得:
h=$\frac{80}{10}$=8m;
(4)这台电动机的机械效率是:
η=$\frac{{E}_{出}}{E}$×100%=$\frac{80}{100}×100%$=80%;
答:(1)10s内,电动机线圈电阻上发出20J的热量;
(2)10内,电动机消耗100J的电能;
(3)10s内,电动机输出80J的机械能;可以把重物A匀速提升8m;
(4)这台电动机的机械效率是80%.
点评 本题考查电功及电热的计算;解题的关键明确电动机的输入功率、热功率和输出功率的计算方法,注意功率公式的正确应用.
练习册系列答案
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14.如图所示,A、B、O、C为同一竖直平面内的四点,其中A、B、O沿同一竖直线,B、C在以O为圆心的圆周(用虚线表示)上,沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L,在O点固定放置一带负电的小球,现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b,先将小球a穿在细杆上,让其从A点由静止开始沿杆下滑,后使b从A点由静止开始沿竖直方向下落,各带电小球均可视为点电荷,则下列说法中正确的是( )
A. | 从A点到C点,小球a的电势能先减少后增大 | |
B. | 小球a在C点的动能小于小球b在B点的动能 | |
C. | 从A点到C点,小球a的机械能先增大后减小,但机械能与电势能之和不变 | |
D. | 球a从A点到C点的过程中电场力做的功等于球b从A点到B点的过程中电场力做的功 |
18.如图所示,一小物体从光滑的$\frac{1}{4}$圆轨道的顶端A点处静止释放,到达底端时滑入水平的传送带,传送带由电动机驱使逆时针转动,速度的大小始终是v.已知圆轨道的半径为R,传送带与物体之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,假设传送带无限长,则( )
A. | 若v≥$\sqrt{2gR}$,则小物体能再次返回到A点处 | |
B. | 若0<v<$\sqrt{2gR}$,则小物体能再次返回到A点处 | |
C. | 若v≥$\sqrt{2gR}$,整个过程中产生的内能Q=2mv$\sqrt{2gR}$ | |
D. | 若0<v<$\sqrt{2gR}$,整个过程中产生的内能Q=2mv$\sqrt{2gR}$ |
8.如图所示为交流发电机原理图,αbcd为交流发电机的矩形线圈,其面积为S,匝数为n,线圈电阻为r,外电阻为R0,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′顺时针匀速转动,角速度为ω.若图中的电压表、电流表均为理想交流电表,则下列说法正确的是( )
A. | 此交流发电机产生的感应电动势的最大值为Em=$\sqrt{2}$nBSω | |
B. | 若从图示位置开始计时,则感应电动势随时间变化的函数表达式为e=nBSωcosωt | |
C. | 电流表的示数为I=$\frac{nBSω}{(r+R)}$ | |
D. | 此交流发电机的输出功率P=$\frac{{n}^{2}{B}^{2}{S}^{2}{ω}^{2}R}{2(R+r)^{2}}$ |
15.在如图所示电路中,电源的电动势E=3V,内电阻r=0.5Ω,电阻R1=2Ω,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,则下列叙述中正确的是( )
A. | I变小,U1变小 | B. | U2变小,U3变大 | ||
C. | 电阻R1的电功率减小 | D. | 电源的输出功率减小 |
12.一根细绳的上端系在O点,下端系一个重球B,放在粗糙的斜面体A上.现用水平推力F向右推斜面体使之在光滑水平面上向右运动一段距离(细绳尚未到达平行于斜面的位置).在此过程中( )
A. | 重球B所受摩擦力方向沿斜面向下 | |
B. | 若斜面体A匀速运动,则重球B做匀速圆周运动 | |
C. | 若重球B缓慢运动,细绳的拉力可能一直增大 | |
D. | 若重球B缓慢运动,细绳的拉力可能先减小后增大 |
13.如图,长为L的导体棒原来不带电,现将一带电量为+q的点电荷C放在距棒左端为r的某点,A、B是棒内距离棒左右两端分别为L/3的两点,当达到静电平衡时,下列说法正确的是( )
A. | A点电势高于B点 | |
B. | A点处场强为零 | |
C. | 棒上感应电荷在B点处产生的电场方向向右 | |
D. | 棒上感应电荷在A点处产生的场强大小为$\frac{kq}{{(r+\frac{1}{3}L{)^2}}}$ |