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5.如圖所示,電阻R1=20Ω,當開關斷開時,電流表的示數(shù)是1A;當開關閉合后電路兩端的電壓不變,電動機正常工作,電流表的示數(shù)是1.5A,此時電動機在5s時間內將質量為0.4kg的重物提升10m.求:
(1)電源電壓;
(2)電動機正常工作時的電功率;
(3)電動機線圈的內阻.

分析 (1)當開關斷開時,此電路為R1的簡單電路,已知電阻R1=20Ω,電流表的示數(shù)是1A;根據(jù)I=UR可求得電源電壓;
(2)根據(jù)電動機正常工作時,電流表的示數(shù)是1.5A,可求得流經電動機的電流,利用P=UI可求得電動機正常工作時的電功率;
(3)電流通過直流電動機做功,消耗電能(W=UIt)轉化為機械能(W=mgh)和內能(W=I2Rt),可求轉化為的內能大小,再根據(jù)W=I2Rt求電動機線圈的電阻.

解答 解:(1)已知R1=20Ω,I1=1A,當開關斷開時,此電路為R1的簡單電路,由I=UR可得,電源電壓U=I1R1=1A×20Ω=20V,
(2)已知電動機正常工作時,電流表的示數(shù)I=1.5A,流經電動機的電流I2=I-I1=1.5A-1A=0.5A,
電動機正常工作時的電壓U2=U=20V,電動機正常工作時的電功率P=UI=20V×0.5A=10W,
(3)在時間t內電流通過直流電動機做功(消耗電能):
W=UIt,
在時間t內得到的機械能:
W=mgh,
在時間t內,在電動機線圈的電阻轉化的內能:
W=I2Rt,
由題知,W=W+W,
UIt=mgh+I2Rt,
即:20V×0.5A×5s=0.4kg×10N/kg×10m+(0.5A)2×R×5s,
解得:R=8Ω;
答:(1)電源電壓為20V;
(2)電動機正常工作時的電功率為10W;
(3)電動機線圈的內阻為8Ω.

點評 本題考查了消耗電能(電功)的計算、功的計算、效率的計算.特別是要知道電動機不是純電阻用電器,電流做功消耗的電能大部分轉化為機械能、少部分轉化為內能(發(fā)熱).

練習冊系列答案
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15.如圖所示,將兩個完全相同的彈簧測力計的掛鉤鉤在一起,然后甲同學用500N的拉力拉彈簧測力計B,則A測力計示數(shù)為FA=500N;若甲、乙兩同學同時用500N的力向相反方向拉測力計,則此時B測力計的示數(shù)FB=500N.(均不計彈簧測力計和繩的重)

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①調天平平衡.
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③向右盤燒杯中緩緩倒水,再用滴管調節(jié),直至天平平衡;
④將燒杯內水倒入空量筒中,測出水的體積(a圖所示);
⑤用細線拴好合金塊,將其放入圖a的量筒內,測出水和合金塊的總體積(b圖所示).
則:(1)請補全有關步驟.
(2)合金塊的質量=60g;合金塊的體積=20cm3;合金的密度3×103kg/m3
(3)在讀數(shù)無誤的情況下,小明測出的合金塊密度與真實值相比偏小 (填“偏大”或“偏小”),產生這一誤差的主要原因是杯壁沾水,使水不完全進入量筒中.

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20.輪滑是孩子們喜歡的一項運動,鞋底裝有輪子的目的是減小摩擦力(選填“增大”或“減小”);當孩子用力向后蹬地時,他會向前加速,這是利用了物體間力的作用是相互的,他單腳滑行比雙腳滑行時對地面的壓強變大(選填“變大”“變小”或“不變”);當孩子不再用力,仍能向前滑行一段距離是由于慣性.

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(2)將洗衣機接入家庭電路,閉合S1,將S2撥到位置“2”時,洗衣機處于加熱的高溫檔,如果此時電路消耗的功率為2400W,求R2的阻值;
(3)將S2撥到位置“3”時,電動機的功率為240W,那么洗衣機工作10分鐘消耗的電能?

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