时间:2017-09-23 23:38:14
1、简答题 如图所示，电源内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=6Ω，灯L上标有“3V、1.5W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光．
（1）求电源的电动势；
（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；
（3）当滑动阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？
参考答案：（1）由闭合电路欧姆定律得：
E=UL+IR1+Ir=3+1×2+1×1=6V
（2）当P移到最左端时，I=Er+R1=61+2=2A
（3）根据题意可知：
RL=321.5=6Ω，
RL3=R3RLR3+RL=R36R3+6，
I=Er+R1+RL3，
将已知量代入，
化简得，I=6(6+R3)9R3+18，
又有U3=IRL3=4R3R3+2，
所以P3=U23R3=16R3R23+4R3+4=16R3+4R3+4，
可算得，当R3=2Ω时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2W．
答：（1）电源的电动势为6V；
（2）当P移到最左端时，电流表的示数为2A；
（3）当滑动阻器的Pb段电阻为2Ω时，变阻器R3上消耗的功率最大，最大值为2W．
本题解析：
本题难度：一般
2、计算题 用一个标有“12V 24 W”的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图线如图所示，问：
（1）在正常发光情况下，灯泡的电功率为多大？
（2）设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为300K，正常发光条件下灯丝的温度是多少？
（3）将一定值电阻与灯泡串联后接到20V电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？
（4）当合上开关后，需要0.5s灯泡才能达到正常亮度，为什么这时电流比开始时小？计算电流的最大值。 
参考答案：解：（1）灯泡为纯电阻元件，所以
正常发光时U=12V，R=8Ω
（2）室温时即U0=0时，灯泡电阻R0=1Ω
由
，得T=2 400K
（3）根据串联电路的分压原理
得R"=5.33Ω
（4）开始时灯丝温度低，电阻小，故电流大，最大电流为
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数：车型（26″电动自行车）；整车质量（30kg）；最大载重（120kg）；后轮驱动直流永磁毂电机（额定输出功率120W，额定电压40V，额定电流4.0A）．请根据以上数据计算；
（1）此车电机的内阻；
（2）电机正常工作时的效率；
（3）在额定电压下，电机突然卡死时，电机的总功率．
参考答案：（1）电动机的输入的功率为 P入=UI①
又由于 P入=P内+P输出②
电动机的发热的功率为 P内=I2r③
联立①②③代入数据P输出=120W，U=40V，I=4A，
解得P入=160W，r=2.5Ω，
（2）电动机的效率为η=p出P入×100%=75%
（3）若电机突然卡死时，为纯电阻电路：P=U2r=4022.5=640w
答：（1）此车电机的内阻为 2.5Ω
（2）电机正常工作时的效率为75%
（3）在额定电压下，电机突然卡死时，电机的总功率为640W
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源．风力发电机是将风能（气流的功能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等．如图所示．
（1）利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能．输送功率P0=300 kW，输电电压U=10 kW，求异线上损失的功率与输送功率的比值；
（2）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；
在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施．
（3）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比．某风力发电机的风速v19m/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．
参考答案：（1）导线上损失的功率为P=I2R=P0U2R=(300×10310×103)2×10W=9kW
损失的功率与输送功率的比值PP0=9×103300×103=0.03
（2）风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大．
单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为pvS，S=πr2
风能的最大功率可表示为? P风=12(ptS)v2=12ptπt2v2=12πpr2v3
采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等．
（3）按题意，风力发电机的输出功率为P2=v2v1?P1=(69)3×540kW=160?kW
最小年发电量约为W=P2t=160×5000?kW?h=8×105kW?h
答：（1）导线上损失的功率为9kW，输送功率的比值为0.03；
（2）单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；为12πpr2v2，在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，可采取的措施如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等．
（3）这台风力发电机在该地区的最小年发电量是8×105kW?h．
本题解析：
本题难度：一般
5、计算题 （9分） 如图所示电路中，电源的总功率是40W，R1=4Ω，R2=6Ω，a、b两点间的电压是4.8V，电源的输出功率是37.6W。求: 
（1）通过电源的电流；
（2）电源电动势E；
（3）电源的内电阻r；
参考答案：（1）2A（2）20V（3）0.6Ω
本题解析：R1电流：I1=Uab/ R1=1.2A
R2电流：I2=Uab/ R2="0.8A"
总电流：I= I1+ I2=2A
电源总功率：P总=EI，
电源电动势：E= P总/I=20V
电源内部消耗的功率：P内= P总－P出＝2.4W
由P内=I2r， 电源内阻：r= P内/I2=0.6Ω
考点：全电路欧姆定律；电功率。
本题难度：一般