如图所示,已知电源电动势,内阻,保护电阻。
(1)当电阻箱R读数为多少时,保护电阻消耗的电功率最大,并求这个最大值;
(2)当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R消耗的功率最大,并求这个最大值;
(3)求电源的最大输出功率。
(1)当电阻箱R读数为多少时,保护电阻消耗的电功率最大,并求这个最大值;
(2)当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R消耗的功率最大,并求这个最大值;
(3)求电源的最大输出功率。
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更新时间:2022-11-10 12:43:03
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】
如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为L1,垂直纸面的宽度为L2,在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为m,长为L2的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个电池,输出电压恒定为 U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出)。
(1)现有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成θ=60°时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率;
(2)当θ变成45°时,光电池输出电流I`与60°时输出电流I之比为多少;
(3)当θ变成45°时,光电池除维持导体棒平衡外,还能输出多少额外电功率?
如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为L1,垂直纸面的宽度为L2,在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为m,长为L2的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个电池,输出电压恒定为 U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出)。
(1)现有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成θ=60°时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率;
(2)当θ变成45°时,光电池输出电流I`与60°时输出电流I之比为多少;
(3)当θ变成45°时,光电池除维持导体棒平衡外,还能输出多少额外电功率?
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】随着生活水平的提升,人们对空气质量的要求也日渐提升,中央新风系统在国内已十分流行。它由风机、进风口、排风口及各种管道和接头组成。安装在吊顶内的风机通过管道与一系列排风口相连,风机启动后,室内受污染的空气经排风口及风机排往室外,使室内形成凹槽负压,这样室外新鲜空气便经进风口进入室内,从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右。已知风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积,风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制,与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。风机的部分参数如表一所示,风机的风速v,风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。请回答以下问题:
表一
表二
(1)当风机以额定功率运转时,求1min内排出的空气质量及消耗的电能;(已知ρ空气=1.3kg/m3)
(2)当风机以额定功率运转时,求室内二氧化碳的含量;
(3)当风机的风量为0.5m3/s时,风机的转速为多少r/min;
(4)为了保持室内空气清新,小明制作了如图丙的控制风机断续工作的模拟电路,AB两端输入如图丁所示的周期性变化的电压UAB,定值电阻R=8Ω,D为电子元件,当UAB<6V时,D两端的电压UD等于输入电压;当UAB≥6V时,UD保持6V不变。当R的电功率满足PR≥2W时,风机启动工作。求:
①t=4min时电阻R的电功率;
②该电路工作60min,风机的工作时间。
表一
额定转速n | 800r/min |
额定风量Q | 0.8m3/s |
额定功率P | 300W |
风速v/m·s-1 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 |
二氧化碳含量ρ/% | 0.050 | 0.072 | 0.098 | 0.162 | 0.200 | |
风量Q/m3·s-1 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
(2)当风机以额定功率运转时,求室内二氧化碳的含量;
(3)当风机的风量为0.5m3/s时,风机的转速为多少r/min;
(4)为了保持室内空气清新,小明制作了如图丙的控制风机断续工作的模拟电路,AB两端输入如图丁所示的周期性变化的电压UAB,定值电阻R=8Ω,D为电子元件,当UAB<6V时,D两端的电压UD等于输入电压;当UAB≥6V时,UD保持6V不变。当R的电功率满足PR≥2W时,风机启动工作。求:
①t=4min时电阻R的电功率;
②该电路工作60min,风机的工作时间。
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(0.4)
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【推荐3】某同学力学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲,控制电路电源电压,为定值电阻,为压敏电阻,电磁铁线圈电阻忽略不计,压敏电阻路置于水箱底部(如图乙),其阻值均压力有关,阻值随水位变化关系如下表。工作电路包括注水系统和喷淋系统,其电源电压。圆柱体水箱底面积,当水箱内的水位上升到2m时,通过电磁铁线圈的电流,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,此时电流表示数,当水位下降到1m时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始给水箱注水,此时电流表示数。
(1)当水箱内水位达到2m时,控制电路中压敏电阻的功率为多少W?
(2)当水箱内水位下降到1m时,通电电磁铁线圈的电流为多少?
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水量恒为,注水系统工作时,每秒钟给水量箱注水恒为,求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能?
水位/m | 0.25 | 0.50 | 0.75 | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25 |
压敏电阻阻值/Ω | 300 | 200 | 125 | 90 | 70 | 65 | 62 | 60 | 59 |
(2)当水箱内水位下降到1m时,通电电磁铁线圈的电流为多少?
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水量恒为,注水系统工作时,每秒钟给水量箱注水恒为,求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能?
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,电源电动势E=12V,内电阻r=1.0Ω,电容器的电容C=1μF,电阻R1=7.0Ω、R2=8.0Ω、R3=2.0Ω、R4为电阻箱,闭合开关S。
(1)当R4=6.0Ω时,求通过电源的电流I;
(2)求第(1)问条件下电容器的带电量Q;
(3)求出R4功率的表达式和最大值P4m。
(1)当R4=6.0Ω时,求通过电源的电流I;
(2)求第(1)问条件下电容器的带电量Q;
(3)求出R4功率的表达式和最大值P4m。
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图甲所示,匝数为n、总电阻为r、横截面积为S的竖直螺线管与两足够长的固定平行光滑导轨相连,导轨间距为L,倾角为。导轨间有磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。长为L、电阻为6r的导体棒放在导轨上,始终与导轨垂直且接触良好。螺线管内有竖直方向分布均匀的变化磁场(图中未画出),磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。滑动变阻器R的最大电阻为6r,重力加速度大小为g,不计导轨的电阻,忽略螺线管磁场对导体棒的影响。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最下端,导体棒处于静止状态。
(1)求导体棒的质量m;
(2)用外力固定导体棒,缓慢向上移动滑动变阻器的滑片,求螺线管的最大输出功率以及此时滑动变阻器接入电路的电阻;
(3)断开开关S,撤去外力,请通过计算判断导体棒沿导轨上滑还是下滑,并求导体棒在导轨上滑动的最大速度。
(1)求导体棒的质量m;
(2)用外力固定导体棒,缓慢向上移动滑动变阻器的滑片,求螺线管的最大输出功率以及此时滑动变阻器接入电路的电阻;
(3)断开开关S,撤去外力,请通过计算判断导体棒沿导轨上滑还是下滑,并求导体棒在导轨上滑动的最大速度。
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