“祝融号”火星车,其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图,其中电热丝(定值电阻
,太阳能电池电动势E=150V,内阻r未知,电动机线圈电阻
,当火星车正常行驶时,电动机两端的电压
,电热丝上消耗的功率为125W。求:
(1)太阳能电池的内电阻r。
(2)电动机的输出效率。(保留两位有效数字)
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(1)太阳能电池的内电阻r。
(2)电动机的输出效率。(保留两位有效数字)
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更新时间:2023-10-29 22:32:51
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【推荐1】如图所示的电路中,电源电动势为20V,内阻为2Ω,R1、R2为电阻箱,开始时R2接入电路的电阻为8Ω,电容器的电容C=2×10-4μF,电动机的额定电压UM=12V,额定功率PM=18W,线圈的电阻RM=2Ω,开关S2断开,S1闭合,电动机恰好正常工作,求:
(1)电动机输出的机械功率和电容器的带电量;
(2)再将S2闭合,要使电动机仍能正常工作,需将电阻箱R1的阻值改变多少?
(1)电动机输出的机械功率和电容器的带电量;
(2)再将S2闭合,要使电动机仍能正常工作,需将电阻箱R1的阻值改变多少?
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【推荐2】如图为汽车蓄电池供电的简化电路图。当汽车启动时,启动开关S闭合,电动机正常工作,车灯会变暗;当汽车启动之后,启动开关S断开,电动机停止工作,车灯恢复正常亮度。已知汽车左侧灯泡
和右侧灯泡
完全一样,规格均为(20V,40W),蓄电池的电动势为24V,求:
(1)蓄电池的内阻r。
(2)若启动开关S闭合时,电源的输出功率恰好达到最大,试通过计算说明灯泡变暗的原因。
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(1)蓄电池的内阻r。
(2)若启动开关S闭合时,电源的输出功率恰好达到最大,试通过计算说明灯泡变暗的原因。
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【推荐3】能量是物理学中的重要概念,从能量角度切入,可以帮我们更深入地理解问题。在电路这一章的学习中尤其如此。在电路中,电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程,电流做功本质上是导体中恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功。如图1所示,截取某段电路,其两端A、B之间的电压为U,电路中电流为I,A和B之间接有用电器,电路状态稳定,电荷分布不随时间变化。已知电子的带电量为-e。
(1)电场力对自由电荷做功,驱使自由电荷定向移动形成电流,进而使用电器工作。用电器消耗的电能即为自由电荷减少的电势能。请从这一角度证明:用电器消耗电能的功率为
。
(2)若A、B之间接入了具有内阻的电动机,如图2所示。
a.请从能量转化的角度证明:
,其中r为电动机的内阻。
b.若电动机由电动势
的电源驱动,当电动机以
的恒定速度向上提升质量为4kg的重物时,电动机两端电压
,电路中的电流强度
。不计各处摩擦及导线的电阻,g取
。求电源的效率和发电机的内阻。
(3)该同学用电动机提升某重物,由于牵引力太小,根本拉不起来,他用手摸电动机,发现电动机很烫,试解释其中的原因。
(1)电场力对自由电荷做功,驱使自由电荷定向移动形成电流,进而使用电器工作。用电器消耗的电能即为自由电荷减少的电势能。请从这一角度证明:用电器消耗电能的功率为
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(2)若A、B之间接入了具有内阻的电动机,如图2所示。
a.请从能量转化的角度证明:
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b.若电动机由电动势
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(3)该同学用电动机提升某重物,由于牵引力太小,根本拉不起来,他用手摸电动机,发现电动机很烫,试解释其中的原因。
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【推荐1】如图所示的电路中,直流电源的电动势
,内电阻
,
=4.5Ω,
为电阻箱。两带小孔的平行金属板A、B竖直放置;另两个平行金属板C、D水平放置,板长
=45cm板间的距离
。当电阻箱的阻值调为
时。闭合开关K,待电路稳定后,将一带电量为
,质量为
的负粒子从A板小孔从静止释放进入极板间,不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。
(1)求带电粒子到达小孔B时的速度多大?
(2)求带电粒子从极板C、D离开时速度?
(3)此时,电源的输出功率是多大?
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(1)求带电粒子到达小孔B时的速度多大?
(2)求带电粒子从极板C、D离开时速度?
(3)此时,电源的输出功率是多大?
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【推荐2】如图所示电路,
,
,定值电阻
和
均为
,滑动变阻器R的最大阻值为
,小灯泡的电阻为
,电流表和电压表为理想电表。
(1)电压表示数的变化范围是多少?
(2)
上消耗的功率最大是多少?
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(1)电压表示数的变化范围是多少?
(2)
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【推荐3】某同学设计了一种测定风力的装置,其原理如图所示,迎风板与一轻弹簧的一端N相接,穿在光滑的金属杆上,弹簧是绝缘材料制成的,其劲度系数k=1300N/m,自然长度,均匀金属杆用电阻率较大的合金制成,迎风板面积
,工作时总是正对着风吹来的方向,电路中左端导线与金属杆M端相连,右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好,限流电阻的阻值
,电源电动势E=12V,内阻
,合上开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数
。如果某时刻风吹迎风板使其向左压缩弹簧,电压表的示数变为
。
(1)求金属杆单位长度的电阻;
(2)求时作用在迎风板上的风力F。
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