电学计算
1.随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行得到广泛的应用,其中温奶器就是利用热敏电阻阻值会随温度的改变而改变的原理制作的。图甲是温奶器的工作电路图,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A\R1为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100欧,此时电流表的读数为0.01安,求电源电压。
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器接入电路中的电阻的变化范围。
(3)求此电路能测量的最高环境温度。
2.图甲为热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻为150欧。当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为________欧。 (2)恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端?
(3)若恒温箱内的温度达到100℃时,通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态? (4)若在原控制电路中,串联接入一个可变电阻,当该电阻增大时,所控制的恒温箱内的最高温度将________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
3.电热桌垫在冬天很受欢迎(如图甲)。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理,查看说明书后发现:该电热桌垫由8伏电源供电,发热部分由R1和R2组成,调温档有关、低温、高温三档,已知两图中R1均为6欧,R2均为2欧。
(1)按如图乙的电路,当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于________档(选填“关”、“低温”或“高温”)。
(2)图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦?
(3)若该电热桌垫实际电路如图丙,现电热桌垫处于高温档,开关S1________,S2________(选填“断开”或“闭合”)。
(4)图丙中当电热桌垫处于低温档时,求10分钟内产生的热量是多少焦?(不考虑温度的变化对电阻的影响)
4.下图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V,它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感,图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)0~30min,电饭煲产生的总热量; (2)S和S1均闭合,电路中的总电流;
(3)在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第1次自动断开产生的热量相同。用电高峰期,当实际电压为198V时,使用该电饭煲,从开始工作到S1第1次自动断开需要多长时间。 5. 某同学由实验测得“36V 25W”灯泡的电流和电压关系曲线如图甲所示,请回答:
(1)“36V 25W”的灯泡正常发光时的电阻是多少?
(2)若将此规格灯泡串联若干个接入220V电路中使用,则至少要串联多少个? (3)当11个这样的灯泡串联接入220V的电路时,请结合图线计算每个灯泡的实际功率是多少?
(4)另有一只灯泡只能看淸铭牌上的额定电压为36V,将其接入如图乙所示电路中.当闭合开关S,滑动变阻器滑片位于中点C时灯泡正常发光,此时灯泡的电功率为P,当滑片位于最右端b时,灯泡实际电功率为P′,已知P:P′=16:9,求所接电源电压U为多少伏?(灯泡电阻始终不变)
6.2019年4月15日起,我国正式实施电动自行车新国家标准,小黄买了一辆按新国标生产的电动自行车,右图是该车的简化电路图,调速电阻最大阻值为10欧,部分参数如下表所示。求:
整车质量(含电池)/kg 40 电池电压/V 电池容量/A·h 60 25 最大行驶速度/km·h 25 电动机最大功率/W 300 -1
(1)该电动车充满电后蓄电池储存的电能。
(2)不考虑能量损失,充满电后该电动车以最大功率、最大速度匀速行驶,可行驶的路程。 (3)当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小,电流表示数为1A,此时电动机的电功率。 7.如图所示是一直流电动机提升重物的装置.已知重物质量m=50kg,电源电压U=110V保持不变,电动机线圈的电阻R=4Ω,不计各处摩擦,当电动机以某一速度匀速向上提升重物时,电路中的电流I=5A(g=10N/kg)。求:
(1)电动机线圈电阻R的发热功率; (2)电动机的输出功率; (3)重物上升的速度大小。
8. 小柳买了一台全自动豆浆机,如表所示为豆浆机的主要技术参数。图甲为豆浆机的主要结构:中间部位是一个带动刀头的电动机,用来对原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热管,用来对液体进行加热煮沸。图乙是豆浆机正常工作时,做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的P-t图像。
型号 额定电压 频率 电动机功率 加热功率, 容量 (1)豆浆机正常加热时的电流是多少? (2)豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少?
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?
9. 小军家里有一款高、低温两挡电烤炉,他查看使用说明书,收集到的一些信息如下:额定电压220 V,低温挡电功率880 W,高温挡电功率1980 W,电路原理图如图所示,R1、R2代表两根电热丝,S2为温控开关,根据上述信息,回答下列问题:
SYL-624 220 V 50 Hz 120 W 1210 W, 1000 mL