11.如图7所示为检测某传感器的电路图,传感器上标有“3 V,0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10 Ω,1 A”的字样,电流表的量程为0.6 A,电压表的量程为3 V.

(1)根据传感器上的标注,计算传感器的电阻和额定电流.

(2)若电路元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在ab之间所加的电源电压最大值是多少?

(3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过了1 Ω,则该传感器就失去作用,实际检测时,将一个恒定的电源加在图中ab之间(电源电压小于上述所求的电压的最大值),闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压,检测记录如下:

 
电压表示数U/V
电流表示数I/A
第一次
1.48
0.16
第二次
0.91
0.22

若不计检测电路对传感器电阻的影响,通过计算分析,你认为这个传感器是否还能使用?此时ab间所加的电压是多少?

解析:(1)传感器的电阻RU2/P=10 Ω,

传感器的额定电流IP/U=0.9/3 A=0.3 A.

(2)要求电路各部分安全,则要求电路的最大电流II=0.3 A

此时电源电压最大值UmU+U0

U传感器的额定电压,U0R0调至最大值R0m=10 Ω时R0两端的电压,即:U0IR0m=0.3×10 V=3 V

所以电源电压的最大值UmU+U0=6 V.

(3)设实际检测时加在ab间的电压为U,传感器的实际电阻为R,根据第一次实验记录数据由:URI1+U1,即:U=0.16×R+1.48

根据第二次实验记录数据由:URI2+U2

即:U=0.22×R+0.91

解得:R=9.5 Ω,U=3 V.

传感器的电阻变化为

ΔRRR=10 Ω-9.5 Ω≤0.5 Ω

此传感器仍然可以使用.

答案:(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)可以使用 U=3 V

10.有一个用直流电动机提升重物的装置,重物的质量m=50 kg,电路电压为120 V,当电动机以v=0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5 A,求:

(1)电动机线圈的电阻R等于多少.

(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少.

(3)若因故障电动机不能转动,这时通过电动机的电流是多大,电动机消耗的电功率又为多大.(取g=10 m/s2)

解析:电动机是非纯电阻,它从电路获取的电功率一部分转化为提升重物用的机械功率,另一部分则转化为线圈电阻上的发热功率,三者关系应满足能量守恒.

由于电动机线圈电阻及电路电压一定,调节输入电动机线圈的电流,则电动机就有可能获得最大机械功率.

因电动机工作时为非纯电阻,输入电压UIR.电动机因故不能转动时,电动机为纯电阻,输入电压UIR,故输入电流增大,电动机消耗的功率也增大,如果此时电动机消耗的功率比正常工作时消耗的功率大很多,电动机在这种状态下工作就有可能被烧坏.

答案:(1)设电动机输入功率为P,输出功率为P1,热消耗功率为P2,则有PP1+P2mgv+I2R

R== Ω =6 Ω

(2)P1PP2UII2R=-R(I-)2+

当=I时,P1有最大值为

I==10 A,电动机的输出最大功率P1==600 W

由于P1mgv,有v==1.2 m/s

(3)因电动机不能转动,此时电路中电流最大,最大电流为I==20 A,电动机消耗的功率也最大P2I2R=2400 W

图7

 0  139124  139132  139138  139142  139148  139150  139154  139160  139162  139168  139174  139178  139180  139184  139190  139192  139198  139202  139204  139208  139210  139214  139216  139218  139219  139220  139222  139223  139224  139226  139228  139232  139234  139238  139240  139244  139250  139252  139258  139262  139264  139268  139274  139280  139282  139288  139292  139294  139300  139304  139310  139318  447348 

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