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电路中的图像与功率(含答案)资料

电路中的图像与功率(含答案)资料
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电路中的图像与功率

一、基础知识

(一)、电源的电动势和内阻 1、电动势

(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.

(2)表达式:E =W q

.

(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量. 2、内阻

电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数. (二)、闭合电路欧姆定律

1、内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.

2、公式?????

I =E R +r (只适用于纯电阻电路)E =U 外+U 内(适用于任何电路)

3、路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式:U =E -Ir . (2)U -I 图象如图1所示.

①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势.

②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻. (三)、电路中的功率及效率问题 1、电源的总功率

(1)任意电路:P 总=EI =U 外I +U 内I =P 出+P 内. (2)纯电阻电路:P 总=I 2

(R +r )=E 2

R +r

.

2、电源内部消耗的功率:P 内=I 2r =U 内I =P 总-P 出.

3、电源的输出功率

(1)任意电路:P 出=UI =EI -I 2r =P 总-P 内.

(2)纯电阻电路:P 出=I 2

R =E 2R (R +r )2=E 2

(R -r )2

R

+4r .

(3)输出功率随R 的变化关系

①当R =r 时,电源的输出功率最大为P m =E 2

4r .

②当R >r 时,随着R 的增大输出功率越来越小. ③当R

和R 2,且R 1R 2=r 2.

⑤P 出与R 的关系如图所示.

4、电源的效率

(1)任意电路:η=P 出P 总

×100%=U

E ×100%.

(2)纯电阻电路:η=R R +r ×100%=1

1+r R

×100%

因此在纯电阻电路中R 越大,η越大;当R =r 时,电源有最大输出功率,效率仅为50%. 特别提醒 当电源的输出功率最大时,效率并不是最大,只有50%;当R →∞时,η→100%,但此时P 出→0,无实际意义. 二、练习题

1、下列关于电动势的说法正确的是

( )

A .电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比

B .电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压

C .非静电力做的功越多,电动势就越大

D .

E =W

q

只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决

定的 答案 D

解析 电动势的定义式E =W

q 中,E 与W 、q 无关,E 反映的是电源的属性,由电源内部

非静电力的特性决定,故A 、C 错误,D 正确;电动势的单位虽然与电压单位相同,但

两者有本质的不同,B 错误.

2、一电池外电路断开时的路端电压为3 V ,接上8 Ω的负载后路端电压降为2.4 V ,则可以判定电池的电动势E 和内阻r 为 ( )

A .E =2.4 V ,r =1 Ω

B .E =3 V ,r =2 Ω

C .E =2.4 V ,r =2 Ω

D .

E =3 V ,r =1 Ω

答案 B

解析 当外电路断路时,I =0,U 外=E =3 V ;接上8 Ω负载时,I ′=U 外′R =2.4

8 A =

0.3 A ,则r =U 内I ′=E -U 外′I ′

=3-2.4

0.3 Ω=2 Ω.

3、一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ,额定电流为I ,线圈电阻为R ,将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则 ( ) A .电动机消耗的总功率为UI B .电动机消耗的热功率为U 2

R

C .电源的输出功率为EI

D .电源的效率为1-Ir

E

答案 AD

解析 电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为UI ,A 选项正确;电动机消耗的热功率为I 2

R ,B 选项错误;电源的输出功率为UI ,C 选项错误;电源的效率为U E =E -Ir

E

1-Ir

E

,D 选项正确.

4、如图所示,电阻R 1=2 Ω,小灯泡L 上标有“3 V ,1.5 W ”

字样,电源内阻r =1 Ω,滑动变阻器的最大阻值为R 0(大小未 知).当触头P 滑动到最上端a 时,电流表的读数为1 A ,小 灯泡L 恰好正常发光,求: (1)滑动变阻器的最大阻值R 0;

(2)当触头P 滑动到最下端b 时,电源的总功率及输出功率. 审题指导 审题时应注意以下两点: (1)滑动触头P 在最上端a 时,R 与L 并联. (2)滑动触头P 在最下端b 时,R 与L 均被短路.

解析 (1)当触头P 滑动到最上端a 时,流过小灯泡L 的电流为:I L =P L U L =1.5

3 A =0.5 A.

流过滑动变阻器的电流:I 0=I A -I L =1 A -0.5 A =0.5 A 故:R 0=U L

I 0=6 Ω.

(2)电源电动势为:

E =U L +I A (R 1+r )=3 V +1×(2+1) V =6 V.

当触头P 滑动到最下端b 时,滑动变阻器和小灯泡均被短路. 电路中总电流为:I =E

R 1+r =2 A.

故电源的总功率为:P 总=EI =12 W. 输出功率为:P 出=EI -I 2r =8 W. 答案 (1)6 Ω (2)12 W 8 W

5、(2012·上海单科·17)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P 向 右移动时,电源的

( )

A .总功率一定减小

B .效率一定增大

C .内部损耗功率一定减小

D .输出功率一定先增大后减小 答案 ABC

解析 滑片P 向右移动时,外电路电阻R 外增大,由闭合 电路欧姆定律知总电流I 减小,由P 总=EI 可得P 总减小, 故选项A 正确.根据η=R 外

R 外+r =11+r

R 外

可知选项B 正确.

由P 损=I 2r 可知,选项C 正确.由P 输出-R 外图象,因不知道R 外的初始值与r 的关系,所以无法判断P 输出的变化情况,选项D 错误.

6、如图所示,R 1为定值电阻,R 2为可变电阻,E 为电源电动势,r 为电源内阻,以下说法中正确的是

( ) A .当R 2=R 1+r 时,R 2上获得最大功率 B .当R 2=R 1+r 时,R 1上获得最大功率

C .当R 2=0时,R 1上获得最大功率

D .当R 2=0时,电源的输出功率最大 答案 AC

解析 在讨论R 2的电功率时,可将R 1视为电源内阻的一部分, 即将原电路等效为外电阻R 2与电动势为E 、内阻为R 1+r 的 电源(等效电源)连成的闭合电路如图所示,R 2的电功率是等

效电源的输出功率,显然当R 2=R 1+r 时,R 2获得的电功率最大,选项A 正确.在讨论R 1的电功率时,由I =E

R 1+R 2+r 及P 1=I 2R 1可知,R 2=0时,R 1获得的电功率最大,故

选项B 错误,选项C 正确.在讨论电源的输出功率时,R 1+R 2为外电阻,内电阻r 恒定,由于题目没有给出R 1和r 的具体数值,所以当R 2=0时,电源输出功率并不一定最大,故选项D 错误.

7、在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(E 、r 是定值)向变化的 外电阻供电时,关于电源的输出功率P 随外电阻R 变化的规律 如图所示,则

( )

A .当R =r 时,电源有最大的输出功率

B .当R =r 时,电源的效率η=50%

C .电源的功率P ′随外电阻R 的增大而增大

D .电源的效率η随外电阻R 的增大而增大 答案 ABD

解析 由题图可知,R =r 时电源有最大输出功率E 2

4r ,A 正确;电源的功率P ′=IE ,随外

电阻R 的增大而减小,C 错误;由η=IU IE =R R +r =1

1+r

R

可知B 、D 正确.

8、某同学将一直流电源的总功率P 总、输出功率P 出和电源内部的发热功率P 内随电流I 变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知

( )

A .反映P 内变化的图线是b

B .电源电动势为8 V

C .电源内阻为2 Ω

D .当电流为0.5 A 时,外电路的电阻为6 Ω 答案 CD

解析 电源的总功率P 总=IE ,与电流成正比,由P 内=I 2r

知电源内部的发热功率与电

流的平方成正比,A 错误.当电流为2 A 时,电源的总功率与发热功率相等,可得出电源电动势为4 V ,内阻为2 Ω.当电流为0.5 A 时,根据闭合电路欧姆定律可得外电路的电阻为6 Ω,B 错误,C 、D 正确. 考点四 两种U -I 图线的比较与应用

1.电源的伏安特性曲线是一条斜率为负值的直线,反映的是电源的特征:纵轴上的截距表示电动势,斜率的绝对值表示内阻.

2.电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线,斜率表示电阻的大小. 3.上述两个曲线在同一坐标系中的交点表示电源的工作状态.

9、如图所示为两电源的U -I 图象,则下列说法正确的是( ) A .电源①的电动势和内阻均比电源②大

B .当外接相同的电阻时,两电源的输出功率可能相等

C .当外接同样的电阻时,两电源的效率可能相等

D .不论外接多大的相同电阻,电源①的输出功率总比电源②的输出功率大 解析 图线在U 坐标轴上的截距等于电源电动势,图线的斜率的

绝对值等于电源的内阻,因此A 对;作外接电阻R 的U -I 曲线 分别交电源①、②的伏安特性曲线于S 1、S 2两点,电源的工作 点横、纵坐标的乘积IU 为电源的输出功率,由图可知,无论

外接多大电阻,两工作点S 1、S 2横、纵坐标的乘积都不可能相等,且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大,故B 错,D 对;电源的效率η=P 出P 总=I 2R I 2(R +r )=R

R +r ,因为电

源内阻不同则电源效率不同,C 错. 答案 AD

用图象分析电源的输出功率和效率

1.分析图象问题时,一定要明确图线的含义,即要确定两坐标轴表示的 物理意义.

2.对闭合电路的U -I 图象,图线上每一点纵、横坐标的乘积为电源的输出 功率;纯电阻电路的图线上每一点纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻.

10、如图所示,直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系

图象;直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图象;直线C 为一 个电阻R 的两端电压与电流的关系图象.如果将这个电阻R 分别接 到a 、b 两电源上,那么有

( ) A .R 接到a 电源上,电源的效率较高

B .R 接到b 电源上,电源的输出功率较大

C .R 接到a 电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低

D .R 接到b 电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高 答案 C

解析 由题图判断电源a 的内阻大,在纯电阻电路中电源效率η=R

R +r ×100%,内阻越

大,效率越低;电源的输出功率P =UI 对应图线交点坐标的乘积,只有C 正确. 11、(2010·课标全国·19)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U 为路端电压,I 为干路电流,a 、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为

( )

图18

A.34、14

B.13、23

C.12、12

D.23、13

答案 D

解析 本题考查电路的U -I 图象以及电源的效率.设电源电动势为E ,U -I 图象纵轴单位电压为U 0,则可知电源的电动势E 为6U 0,则a 、b 两点处对应的路端电压分别为4U 0、2U 0,电源的效率η=

UI EI =U E ,所以ηa =U 1E =23,ηb =U 2E =1

3

,正确选项为D. 12、如图所示,直线A 是电源的路端电压和电流的关系图线, 直线B 、C 分别是电阻R

1、R 2两端的电压与电流的关系图 线.若将这两个电阻分别接到该电源上,则 ( ) A .R 1接在电源上时,电源的效率高

B .R 2接在电源上时,电源的效率高

C .R 1接在电源上时,电源的输出功率大

D .电源的输出功率一样大 答案 A

解析 电源的效率η=P 出P 总=UI EI =U

E ,由于U B >U C ,故R 1接在电源上时,电源的效率高,

A 项正确,

B 项错误;将电阻接在电源上,电阻的U -I 图象与电源两端电压与电流关系图象的交点,表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流,从图象中只可看出电流的数值,由于图线的斜率等于电阻的阻值,由题图可知,R 2与电源的内阻相等,所以R 2接在电源上时,电源的输出功率大,故

C 、

D 项错误.

13、如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象,则下列说法正确的是

( )

A .电源的电动势为50 V

B .电源的内阻为25

3

Ω

C .电流为2.5 A 时,外电路的电阻为15 Ω

D .输出功率为120 W 时,输出电压是30 V 答案 ACD

解析 电源的输出电压和电流的关系为:U =E -Ir ,显然直线①的斜率的绝对值等于r ,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出截距为50 V ,斜率的大小等于r =50-20

6-0 Ω

=5 Ω,A 正确,B 错误;当电流为I 1=2.5 A 时,由回路中电流I 1=E

r +R 外,解得外电路

的电阻R 外=15 Ω,C 正确;当输出功率为120 W 时,由题图中P -I 关系图线中看出对应干路电流为4 A ,再从U -I 图线中读取对应的输出电压为30 V ,D 正确.

14、如图甲所示,其中R 两端电压U 随通过该电阻的电流I 的变化关系如图乙所示,电源电动势为7.0 V(内阻不计),且R 1=1 000 Ω(不随温度变化).若改变R 2,使AB 与BC 间

的电压相等,这时()

A.R的阻值为1 000 Ω B.R的阻值为1 333 Ω

C.通过R的电流为1.5 mA D.通过R的电流为2.0 mA

答案BC

解析要使AB与BC间的电压相等,即有E=U AB+U BC,U AB=U BC,

解得U BC=3.5 V.而U BC=U+IR1,U=U BC-IR1,将U BC=3.5 V,

R1=1 000 Ω代入得U=3.5-1 000I,在题图中作出函数关系U=

3.5-1 000I的图象,如图所示,两图象的交点对应的横、纵坐标

I=1.5 mA、U=2 V即为公共解,由IR=U解得R=U

I

=1 333 Ω,B、C正确.

知识讲解 电磁感应中的电路及图像问题(提高)

物理总复习:电磁感应中的电路及图像问题 编稿:李传安 审稿:张金虎 【考纲要求】 1、理解电磁感应中的电路问题 2、理解磁感应强度随时间的变化规律图像 3、理解感应电动势(路端电压)随时间的变化规律图像 4、理解感应电流随时间的变化规律图像 5、理解安培力随时间的变化规律图像 【考点梳理】 考点、电磁感应中的电路及图像问题 要点诠释: 电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化,从而推知感应电动势(电流) 大小变化的规律,用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及 在坐标中的范围。 分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律,要利用法拉第电磁感应定律 来分析。有些问题还要画出等效电路来辅助分析。 另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的定义把图像反映的规律对应到实际过程 中去,又能根据实际过程的抽象规定对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判 断,这样,才抓住了解决图像问题的根本。 解决这类问题的基本方法: (1)明确图像的种类,是B t -图像还是t φ-图像,E t -图像,或者I t -图像。对于切割 磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势E 和感应电流I 随线圈位移 x 变化的图像,即E -x 图像和I -x 图像。 (2)分析电磁感应的具体过程。 (3)结合楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培定则、欧姆定律、牛顿运动定律等规律判断方向、列出函数方程。 (4)根据函数方程,进行数学分析,如斜率及其变化、两轴的截距等。 (5)画图像或判断图像。 【典型例题】由于磁通量变化引起的 类型一、根据B t -图像的规律,选择E t -图像、I t -图像 电磁感应中线圈面积不变、磁感应强度均匀变化,产生的感应电动势为 S B E n n nSk t t φ??===??,磁感应强度的变化率B k t ?=?是定值,感应电动势是定值, 感应电流E I R r =+就是一个定值,在I t -图像上就是水平直线。 例1、矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向,下列各图中正确的是( )

交流电路参数的测定实验报告

交流电路参数的测定实验报告 一、实验目的: 1.了解实际电路器件在低频电路中的主要电磁特性,理解理想电路与实际电路的差异。明确在低频条件下,测量实际器件哪些主要参数。 2.掌握用电压表、电流表和功率表测定低频元件参数的方法。 3.掌握调压变压器的正确使用。 二、实验原理: 交流电路中常用的实际无源元件有电阻器、电感器和电容器。 在低频情况下,电阻器周围的磁场和电场可以忽略不计,不考虑其电感和分布电容,将其看作纯电阻。可用电阻参数来表征电阻器消耗电能这一主要的电磁特征。 电容器在低频时,可以忽略引线电感,忽略其介质损耗和漏导,可以用电容参数来表征其储存和释放电能的特征。 电感器的物理原型是导线绕制成的线圈,导线电阻不可忽略,在低频情况下,线匝间的分布电容可以忽略。用电阻和电感两个参数来表征。 交流电流元件的等值参数R、L、C可以用专用仪器直接测量。也可以用交流电流表、交流电压表以及功率表同时测量出U、I、P,通过计算获得,简称三表法。 本实验采用三表法,由电路理论可知,一端口网络电压电流及 将测量数据分别记入表一、表二、表三。每个原件各测三次,求其平均值。 三、仪器设备

1.调压变压器 2.交流电压表 3.功率表 4.交流电流表 5.电感电容电阻。 四、注意事项: 1.测量电路的电流限制在1A以内。 2.单相调压器使用时,先把电压调节手轮调在零位,接通电源后再从零位开始升压。每做完一项实验随手把调压器调回零再断开电源。 六、报告要求: 根据测试结果,计算各元件的等效参数,并与实际设备参数进行比较。 五、思考题 若调压变压器的输出端与输入端接反,会产生什么后果,

正弦交流电路的功率

正弦交流电路的功率 电类设备及其负载都要提供或吸收一定的功率。如某台变压器提供的容量为250kV A ,某台电动机的额定功率为2.5kW ,一盏白炽灯的功率为60W 等等。由于电路中负载性质的不同,它们的功率性质及大小也各自不一样。前面所提到的感性负载就不一定全部都吸收或消耗能量。所以我们要对电路中的不同功率进行分析。 3.8.1瞬时功率 如图 3.21所示,若通过负载的电流为)sin(2i t I i ?ω+=,负载两端的电压为)sin(2u t U u ?ω+=,其参考方向如图。在电流、电压关联参考方向下,瞬时功率为 ()()i u t I t U ui p ψωψω++==sin 2sin 2 ()()i u i u t t UI t t UI ψωψωψωψω+++---+=cos cos ()()i u i u t UI UI ψψωψψ++--=2cos cos 设i u ψψ?-=,且为了简化,设0=i ψ,上式可写成 )2cos(cos ?ω?+-=t UI UI p (3-45) 可见,正弦交流电路的瞬时功率由恒定分量和正弦分量两部分构成,其中,正弦分量的频率是电压、电流频率的两倍,波形如图3.22所示

图3.21 复阻抗 图3.22 瞬时功率 由图可以看出,当i u ,瞬时值同号时0>p ,从外电路吸收功率,当i u ,瞬时值异号时0

p 的部分大于0

专题三 电磁感应中的电路及图像问题

专题三电磁感应中的电路及图像问题 一、电磁感应中的电路问题 1.对电源的理解:在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体就是电源,如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等。这种电源将其他形式的能转化为电能。 2.对电路的理解:内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈,外电路由电阻、电容等电学元件组成。 3.解决电磁感应中的电路问题三步曲: (1)确定电源。利用E=n ΔΦ Δt或E=BL v求感应电动势的大小,利用右手定则或楞 次定律判断电流方向。 (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图。 (3)利用电路规律求解。主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解。 [复习过关] 1.如图1甲所示,面积为0.1 m2的10匝线圈EFG处在某磁场中,t=0时,磁场方向垂直于线圈平面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。已知线圈与右侧电路接触良好,电路中的电阻R=4 Ω,电容C=10 μF,线圈EFG的电阻为1 Ω,其余部分电阻不计。则当开关S闭合,电路稳定后,在t=0.1 s至t=0.2 s这段时间内() 图1 A.电容器所带的电荷量为8×10-5 C B.通过R的电流是2.5 A,方向从b到a C.通过R的电流是2 A,方向从b到a D.R消耗的电功率是0.16 W 解析线圈EFG相当于电路的电源,电动势E=n ΔB Δt·S=10× 2 0.2×0.1 V=10 V。

由楞次定律得,电动势E 的方向是顺时针方向,故流过R 的电流是a →b ,I =E R +r =104+1 A =2 A ,P R =I 2R =22×4 W =16 W ;电容器U C =U R ,所带电荷量Q =C ·U C =10×10-6×2×4 C =8×10-5 C ,选项A 正确。 答案 A 2.三根电阻丝如图2连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R 1∶R 2∶R 3=1∶2∶3,其余电阻不计。当S 1、S 2闭合,S 3断开时,闭合回路中感应电流为I ,当S 2、S 3闭合,S 1断开时,闭合回路中感应电流为5I ,当S 1、S 3闭合,S 2断开时,闭合回路中感应电流是( ) 图2 A.0 B.3I C.6I D.7I 解析 设变化磁场上下两部分的面积分别为al 、bl ,上下两部分产生的感应电动势分别为E 1、E 2 E 1=al ΔB Δt E 2=bl ΔB Δt 当S 1、S 2闭合,S 3断开时,E 1=I ·3R 当S 2、S 3闭合,S 1断开时,E 2=5I ·5R 当S 1、S 3闭合,S 2断开时,E 1+E 2=I ′·4R 所以I ′=7I 。 答案 D 3.如图3甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN 、PQ 被固定在水平面上,

实验十五 交流电路功率的测量

实验十五 交流电路功率的测量 实验目的 1.学习交流电路中功率及功率因数的测定方法; 2.加深对功率因数概念的理解,进一步了解交流电路中电阻、电容、电感等元件消耗功率的特点; 3.学习一种提高交流电路功率因数的方法. 仪器和用具 负载(铁芯电感为 40W 日光灯镇流器,阻值为 300Ω左右的变阻器)、电动型瓦特表(低功率因数瓦特表W -D34型额定电流为 0.5A 、1A ,额定电压为 150V 、300V 、600V ,功率因数20.φcos =)、铁磁电动型交流电压表、电磁型电流表、电容(0.5μF 、l μF 、2μF 、4μF 、10F 各一个)、调压变压器、示波器、音频信号发生器.-MF 20型晶体管万用表、双刀双掷开关两个等. 实验原理 一、交流功率及功率因数 在直流电路中、功率就是电压和电流的乘积,它不随时间改变.在交流电路中,由于电压和电流都随时间变化,因而它们的乘积也随时间变化,这种功率称为瞬时功率p . 设交流电路中通过负载的瞬时电流i 为 t ωI i sin m = (C.13.1) 负载两端的瞬时电压u 为 ()φt ωU u +=sin m (C.13.2) 则瞬时功率 ()()φt ωt ωI U i u p +=?=sin sin m m (C.13.3) 平均功率 R 图C.13.1

()()()[]???+-?=+==T T T dt φt ωφI U T dt φt ωt ωI U T pdt T P 0m m 0 m m 02cos cos 2 1 1sin sin 11 其中第二项积分为零,所以 φUI φI U dt φI U T P T cos cos 2 1 cos 211m m 0m m ===? (C.13.4) 平均功率不仅和电流、电压的有效值有关,并和功率因数φcos 有关. 由图C.13.1所示可知 I U φUI P R ==cos (C.13.5) 故平均功率也就是电路中电阻上消耗的功率,也称有用功率.由于电压与电流有效值的乘积称为总功率,也称视在功率S ,即 UI S = (C.13.6) 故 φUI φ UI S P cos cos == (C.13.7) 功率因数φcos 就是电源送给负载的有用功率P 和总功率S 的比值,它是反映电源利用率大小的物理量. 测量功率的方法很多,最常用的是瓦特表,此外示波器也可测量功率(示波器适用于测量高频情况下较小的功率). 二、瓦特表测量功率及功率因数 1.瓦特表测功率 本实验采用电动型瓦特表,电动型瓦特表的测量机构示意图如图C.13.2所示. 电动型瓦特表内部测量机构有两个线圈,线圈A 为固定线圈,它与负载串联而接人电路,通过固定线圈的电流就是负载电 流,因此称固定线圈A 为瓦特表的电流线圈;线圈B 为动圈,线圈本身电阻很小,往往与扩程用的高电阻相串联,测量时与负载相并联,动圈支路两端的电压就是负载电压1U ,因此图C.13.2 电动型仪表测量机构示意图 1.固定线圈;2.可动线圈;3、4.支架; 5.指针;6.游丝

电路中的图像与功率(含答案)

电路中的图像与功率 一、基础知识 (一)、电源的电动势和内阻 1、电动势 (1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功. (2)表达式:E =W q . (3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量. 2、内阻 电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数. (二)、闭合电路欧姆定律 1、内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比. 2、公式????? I =E R +r (只适用于纯电阻电路)E =U 外+U 内(适用于任何电路) 3、路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式:U =E -Ir . (2)U -I 图象如图1所示. ①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势. ②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻. (三)、电路中的功率及效率问题 1、电源的总功率 (1)任意电路:P 总=EI =U 外I +U 内I =P 出+P 内. (2)纯电阻电路:P 总=I 2 (R +r )=E 2 R +r . 2、电源内部消耗的功率:P 内=I 2r =U 内I =P 总-P 出. 3、电源的输出功率 (1)任意电路:P 出=UI =EI -I 2r =P 总-P 内. (2)纯电阻电路:P 出=I 2 R =E 2R (R +r )2=E 2 (R -r )2 R +4r .

(3)输出功率随R 的变化关系 ①当R =r 时,电源的输出功率最大为P m =E 2 4r . ②当R >r 时,随着R 的增大输出功率越来越小. ③当R

电流,导线,电机功率之间的关系

本人经过参考各大信息,整理来的资料,奉献给大家,如有不对,请卓情处理。2011-7-26 1.家庭居住用电所使用电器与电流关系 家庭用电。用电器时可以将功率因数cosф取0.8。 如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦, 则最大电流是 I=P/Ucosф=6000/220*0.8=34(A) 但是,一般情况下,家里的电器不可能同时使用,所以加上一个公用系数,公用系数一般0.5。 所以,上面的计算应该改写成 I=P*公用系数/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17(A) 也就是说,这个家庭总的电流值为17A。则总闸空气开关不能使用16A,应该用大于17A的。 2. 线径与电流关系 估算口诀:(理论上,适合短期,调试机器,温度25度以下选用;长时间用的话需降一级)二点五下乘以九,往上减一顺号走。 三十五乘三点五,双双成组减点五。 条件有变加折算,高温九折铜升级。 穿管根数二三四,八七六折满载流。 即: (1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上 一定的倍数”来表示,通过心算而得。由表5 3可以看出:倍数随截面的增大而减小。 (2)“二点五下乘以九,往上减一顺号走”说的是2.5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线,其载流 量约为截面数的9倍。如2.5mm’导线,载流量为2.5×9=22.5(A)。从4mm’及以上导线 的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排,倍数逐次减l,即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。 (3)“三十五乘三点五,双双成组减点五”,说的是35mm”的导线载流量为截面数的3.5倍,即35 ×3.5=122.5(A)。从50mm’及以上的导线,其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两 个线号成一组,倍数依次减0.5。即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍;95、120mm” 导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推。 (4)“条件有变加折算,高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下 而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区,导线载流量可按上述口诀计算方 法算出,然后再打九折即可;当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线,它的载流量要比同规格铝线略 大一些,可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm’铜线的载流量,可按 25mm2铝线计算。 1.电机功率与电流的关系 口诀: 三相二百二电机,千瓦三点五安培。 常用三百八电机,一个千瓦两安培。 低压六百六电机,千瓦一点二安培。 高压三千伏电机,四个千瓦一安培。 高压六千伏电机,八个千瓦一安培。

高考物理知识讲解 电磁感应中的电路及图像问题(提高) 专题复习资料含答案

物理总复习:电磁感应中的电路及图像问题 【考纲要求】 1、理解电磁感应中的电路问题 2、理解磁感应强度随时间的变化规律图像 3、理解感应电动势(路端电压)随时间的变化规律图像 4、理解感应电流随时间的变化规律图像 5、理解安培力随时间的变化规律图像 【考点梳理】 考点、电磁感应中的电路及图像问题 要点诠释: 电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化,从而推知感应电动势(电流) 大小变化的规律,用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及 在坐标中的范围。 分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律,要利用法拉第电磁感应定律 来分析。有些问题还要画出等效电路来辅助分析。 另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的定义把图像反映的规律对应到实际过程 中去,又能根据实际过程的抽象规定对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判 断,这样,才抓住了解决图像问题的根本。 解决这类问题的基本方法: (1)明确图像的种类,是B t -图像还是t φ-图像,E t -图像,或者I t -图像。对于切割 磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势E 和感应电流I 随线圈位移 x 变化的图像,即E -x 图像和I -x 图像。 (2)分析电磁感应的具体过程。 (3)结合楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培定则、欧姆定律、牛顿运动定律等规律判断方向、列出函数方程。 (4)根据函数方程,进行数学分析,如斜率及其变化、两轴的截距等。 (5)画图像或判断图像。 【典型例题】由于磁通量变化引起的 类型一、根据B t -图像的规律,选择E t -图像、I t -图像 电磁感应中线圈面积不变、磁感应强度均匀变化,产生的感应电动势为 S B E n n nSk t t φ??===??,磁感应强度的变化率B k t ?=?是定值,感应电动势是定值, 感应电流E I R r =+就是一个定值,在I t -图像上就是水平直线。 例1、矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向,下列各图中正确的是( )

交流电路元件参数的测定

深圳大学实验报告 课程名称:电路与电子学 实验项目名称:交流电路元件参数的测定 学院:信息工程学院 专业:无 指导教师:吴迪 报告人:王文杰学号:2013130073 班级:信工02 实验时间:2014/5/22 实验报告提交时间:2014/5/26 教务部制

一、实验目的与要求: 1.正确掌握交流数字仪表(电压表、电流表、功率表)和自耦调压器的用法。 2.加深对交流电路元件特性的了解。 3.掌握交流电路元件参数的实验测定方法。 二、方法、步骤: 电阻器、电容器和电感线圈是工程上经常使用的基本援建。在工作频率不高的条件下,电阻器、电容器可视为理想电阻和理想电容。一般电感线圈存在较大电阻,不可忽略,故可用一理想电感和理想电阻的串联作为电路模型。 电阻的阻抗为:Z=R 电容的阻抗为:Z=jX C=-j(1/ωC) 电感线圈的阻抗为:Z=r+ jX L=r+jωL=|Z|∠ 电阻器、电容器、电感线圈的参数可用交流电桥等一起测出,若手头没有这些设备,可大减一个简单的交流电路,通过测阻抗算出元件参数值。 1.三表法 利用交流电流表、交流电压表、相位表(或功率表)测量元件参数称为三表法、这种方法最直接,计算简便。实验电路如图1所示。元件阻抗为: 对于电阻 对于电容 对于电感 由已知的电源角频率ω,可进一步确定元件参数。

2.二表法 若手头上没有相位表或功率表,也可只用电流表和电压表测元件参数,这种方法称为二表法。由于电阻器和电容器可看作理想元件,已知其阻抗为0或者90度,故用二表法测其参数不会有什么困难。 二表法测电感线圈参数如图2所示。途中的电阻R是一个辅助测量元件。由图2课 件,根据基尔霍夫电压定律有,而,其中和为假想电压,分别代表线圈中等效电阻r和电感L的端电压。各电压相量关系如图3所示,忧郁U、U1、U2可由电路中测的,故途中小三角△aob的各边长已知,再利用三角形的有关公式(或准确地画出图3,由图3直接量的)求出bc边和ac边的长度,即电压U r 和U L可求。最后,由式及已知的电源角频率ω可求得线圈的参数。 3.一表法 只用一个交流电压表测量元件参数的方法称为一表法,其原理与二表法相同,不同

电功率计算中应注意的问题

电功率计算中应注意的问题 河北 王锡进 http:// (一)注意“二同性” 根据已知条件的不同,计算电功率所采用的公式也不同。计算电功率的公式有: t W P =,UI P =,R I P 2=,R U P 2=。 无论用哪个公式计算,一定要注意公式中的各个物理量都必须是同一段电路,在同一状态的量,即公式中各物理量是和电路、状态一一对应的,不同电路,不同状态的物理量不能代入同一公式,这就是“二同性”。 例 1 两个灯泡分别标有“6V 1.2W ”和“12V 6W ”的字样,如果把两个灯泡串联起来接入电路,为不损坏灯泡,该电路两端电压最高不能超过( ) A. 9.4V B. 10.8V C. 18V D. 27V 解析:有些同学认为两灯串联,其额定电压之和为18V ,所以该电路两端最高电压不超过18V ,误选C 。 造成这种错误的原因就是没有搞清“二同性”。两灯的额定电压是在不同的电路上正常工作时的电压。串联在同一电路中使用,它们两端的电压不能保证都是额定电压。 由UI P =可求得两灯的额定电流分别为:A 2.0A 6 2.1U P I 111===;A 5.0A 12 6U P I 222===。 两灯串联而又不损坏灯泡,其最大电流不能超过0.2A ,这时“6V 1.2W ”的灯两端电压为6V ,“12V 6W ”的灯两端电压不是12V 。 由R U P 2 =得,“12V 6W ”的灯电阻为Ω=Ω==246 12P U R 2222,其两端的实际电压为V 8.4V 242.0R I U 212=?==', 因而该电路两端电压最多不超过V 8.10U U U 21='+=。选项B 正确。 (二)注意“二不变” 一般计算中,无论电路中电流(或电路结构)怎样变化,其电源的电压不变,定值电阻或灯泡的阻值不变,这就是“二不变”。 例2 如图所示电路,电源电压不变,灯上标有“6V 3W ”字样,当开关1S 闭合,2S 断开,变阻器R 的滑片P 移到a 端时,电压表的示数为2.4V ,电流表的示数为0.3A ,求: (1)求阻器R 的最大阻值及灯泡的实际功率? (2)当开关1S 和2S 都闭合,变阻器R 的滑片P 移到b 端时,电路消耗的总功率? 解析:(1)由R U P 2=得灯的电阻为Ω=Ω==1236P U R 2 2L 额额(注意这个值是不变的)。

电磁感应中的电路和图像问题

第3节电磁感应中的电路和图像问题 要点一电磁感应中的电路问题 1.电磁感应中电路知识的关系图 1.(多选)(2015焦作一模)如图9-3-2所示,两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置,间距为I = 1 m, cd间、de间、cf间分别接着阻值R= 10 Q的电阻。一阻值R= 10 Q的导体棒ab以速度v = 4 m/s匀速向左运动, 导体棒与导轨接触良好;导轨所在平面存在磁感应强度大小B= 0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。 F列说法中正确的是() A.导体棒ab中电流的流向为由b到a B.cd两端的电压为1 V C.de两端的电压为1 V D. fe两端的电压为1 V 2,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直穿过环平面,环的最高点A处用铰链 连接长度为2a、电阻为r的导体棒AB AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则此时A B两端的电压大小为()1 2.分析电磁感应电路问题的基本思路

A. gR av 2 C^Rav D. Rav

3、如图所示,匀强磁场B= 0.1 T,金属棒AB长0.4 m , 、1 与框架宽度相同,电阻为3 Q,框架电阻不计,电阻 2 Q, 艮=1 Q,当 金属棒以5 m/s的速度匀速向左运动时,求: (1)流过金属棒的感应电流多大? (2)若图中电容器C为0.3折,则充电荷量是多少? 要点二电磁感应中的图像问题 1、(2013山东高考)将一段导线绕成图9-3-4甲所示的闭合 回路,并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强 磁场I中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场n,以向里为磁场n的正方 向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所 示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能 正确反映F随时间t变化的图像是() (二)V-t图像 2、(2013福建高考)如图9-3-5,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同 高度静止释放,用t1、12分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落 X X X 1 ------------------- XXX X n用 X xC x x袖 X X XXX X X X XXX LL L n:T\ t ,\ B D

中考物理电功率的综合计算问题综合题附答案解析

一、初中物理电功率的综合计算问题 1.如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变,电动机线圈电阻为1Ω,不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m 的过程中,电路中的电流为20A,动滑轮的机械效率为80%,则电动机提升重物所用的时间为 A.10s B.15s C.20s D.25s 【来源】【初中科学2026】【初三下】 【答案】B 【解析】 【详解】 拉力做的有用功: W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J, 拉力所做的功(总功): W总= 4 8.6410J = 80% W η ? 有用= 1.08×105J, 电动机线圈电阻的发热功率: P热=I2R=(20A)2×1Ω=400W, 因能量守恒,电动机的拉力做功的功率为: P=P总-P热=20A×380V-400W=7.2×103W,电动机提升重物所用的时间: t= 5 3 1.0810J 7.210W W P ? = ? 总=15s, 故选B。 【点睛】 解决本题的关键知道电动机不是纯电阻用电器,电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能(发热)。 2.如图,把E、F两点接入电压为U的电源两端,当开关S1和S2都闭合时,电路消耗的总电功率为P1;当开关S1和S2都断开时,电路消耗的总电功率为P2。若把A、E 两点接入电压为U的电源两端且只闭合开关S2时,电路消耗的总电功率为P3。已知P2:P3= 9∶5,则

( ) A .R 1:R 2=5∶4 B .R 1:R 2= 4∶5 C .P 1:P 2= 9∶4 D .P 1:P 2=9∶5 【来源】2020年天津市滨海新区中考一模物理试题(初中毕业生模拟学业考试) 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 由题意知,把E 、F 两点接入电压为U 的电源两端,当开关S 1和S 2都闭合时,电路消耗的总电功率为 2 11212 U P R R R R =+ 当开关S 1和S 2都断开时,电路消耗的总电功率为 2 22 U P R = 把 A 、E 两点接入电压为U 的电源两端且只闭合开关 S 2时,电路消耗的总电功率为 2 312 U P R R =+ 由以上三式联立求得 124 5R R =∶∶,1294P P =∶∶ 故AD 不符合题意,BC 符合题意。 故选BC 。 3.如图甲所示,闭合开关S ,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是( )

交流电中的各种功率

交流电路中的功率 单位时间内交流电路中电场驱动电流所作的功。交流电路中的功率有多种,包括瞬时功率、有功功率、无功功率、视在功率和复功率。 交流电路中的功率 瞬时功率在正弦稳态下,线性时不变一端口网络(图1)的端口电压u与端口电流i 之积称为输入该网络的瞬时功率,用P 表示。即 P=ui 若将 代入上式,得 或者 式中I、U 为i、u的平均值,ψi、ψu为初相角。

交流电路中的功率瞬时功率的波形如图2所示(图中设ψi=0,ψu>0)。由图可知,瞬时功率的周期是电压(或电流)的周期的二倍,并且在其变化的每个周期中都有在一段时间内取正值(此时电压与电流同号,表明在这段时间内电源将能量送进一端口网络);在另一段时间内取负值(此时电压与电流异号,表明在这段时间内一端口网络将能量送回电源)。出现这种能量在电源和网络之间往返交换的现象,是由于网络内部除了电阻元件外尚有储能元件(电感元件和电容元件)。这些储能元件之间不仅能相互交换能量,而且还会将所储存的部分电磁能量送回电源。 当ψu-ψi=0时,一端口网络等效于一个电阻R,则由 上式可知,在任何时刻均有P R≥0,说明电阻始终在消耗功率,而无能量外送。 当ψu-ψi=90°时,一端口网络等效于一个电感L,此时 可见P L是一个频率为电压(或电流)频率的二倍、初相为2ψi的正弦函数。其值为正时,表示电感储存能量;为负时,表示电感释放能量。电感的这种时而储存能量,时而又将储存的能量如数释放出去,说明它与外电路有能量交换。当然,上述储存和释放的能量是电流流过电感时储存在磁场中的能量。 当ψu-ψi=-90°时,一端口网络等效于一个电容C,此时 对P c可作类似于P L的解释。电容与外电路也有能量交换,它所储存和释放的能量是在电压作用下储存在电场中的能量。

电功率难题及答案

电功率难题及答案 一、电功率选择题 1.下列估计值中,最接近实际的是() A. 人正常步行时的速度约为5m/s B. 住宅楼每层楼的高度约为3m C. 一本物理书的质量约为30g D. 一盏家用节能灯的功率约为1kW 【答案】B 【解析】【解答】解: A、人正常步行的速度在4km/h=4× m/s≈1.1m/s左右.故A不符合实际; B、住宅楼三层的高度在10m左右,一层楼的高度一般在3m左右.故B符合实际; C、一个大苹果的质量在300g左右,一本物理书的质量与此差不多,在300g左右.故C 不符合实际; D、教室中日光灯的额定功率在40W左右,家用节能灯的额定功率比日光灯还要小得多,一般在10W左右.故D不符合实际. 故选B. 【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案. 2.如图所示,电源电压不变,先闭合S1,再闭合S2,下列说法正确的是() A. 电压表、电流表示数均变小 B. 电压表示数变大,电路总功率变大 C. 电压表示数不变,总电阻变小,电流表示数变大 D. 电压表与电流表示数的比值变大【答案】B 【解析】【解答】A、C、由图可知,先闭合S1时,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R1两端的电压;根据串联电路的电压特点可知,其示数小于电源电压; 再闭合S2,R2被短路,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是电源电压,所以电压表的示数变大; R1的电阻小于两电阻串联的总电阻,即总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,AC不符合题意; B、电源电压不变,电流变大,根据P=UI可知,电路的总功率变大,B符合题意; D、两开关都闭合时,由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值,即为电阻R1

全国中考物理电功率的综合计算问题中考真题分类汇总

一、初中物理电功率的综合计算问题 1.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是 A .U =6V ,R 2=20Ω B .U =9V ,R 3=30Ω C .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2 D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15 【来源】2011-2012学年北京市西城区九年级第一学期期末考试物理卷 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则 23 U R R =0.3A ,P =0.3U 当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则 1U R +2 U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则 2 U R =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得 U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3 所以D 正确。 故选D 。 2.如图甲所示电路,电源电压不变。R 1是滑动变阻器,R 2是定值电阻。当开关S 闭合后,将滑动变阻器的滑片从最右端逐步滑到最左端,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙所示。下列判断正确的是( )

A .电路消耗电功率的最大值为7.2W B .变阻器R 接入电路的最大阻值为120Ω C .定值电阻R 2的电阻值为20Ω D .电源电压为12V 【来源】2020年山东省青岛市西海岸新区中考一模物理试题 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】 BC .由电路图可知,当滑片位于最左端时,电路为2R 的简单电路,此时电路中的电流最大,由乙图可知 0.6A I =大 由U I R = 可得,电源的电压 220.6A U I R R 大==?……① 当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值1R 与电阻2R 串联,电压表测1R 两端的电压,此时电路中的电流最小;由乙图可知 110V U = 0.1A I =小 变阻器1R 的最大阻值 1110V 100Ω0.1A U R I 大小= == 因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源的电压 12210V 0.1A U U I R R =+=+?小……② 由①②可得 220.6A 10V 0.1A R R ?=+? 解上式可得 220ΩR = 故B 错误,C 正确; D .电源的电压 20.6A 0.6A 20Ω12V U R =?=?=

9. 三相交流电路功率测量

三相交流功率的测量 一、实验目的 1. 掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法 2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法 二、原理说明 1.对于三相四线制供电的三相星形联接的负载(即Y o接法),可用一只功率表测量各相的有功功率P A、P B、P C,则三相负载的总有功功率ΣP=P A+P B+P C。这就是一瓦特表法,如图9-1所示。若三相负载是对称的,则只需测量一相的功率,再乘以3 即得三相总的有功功率。 图9-1 图 9-2 2. 三相三线制供电系统中,不论三相负载是否对称,也不论负载是Y接还是△接,都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图9-2所示。若负载为感性或容性,且当相位差φ>60°时,线路中的一只功率表指针将反偏(数字式功率表将出现负读数), 这时应将功率表电流线圈的两个端子调换(不能调换电压线圈端子),其读数应记为负值。而三相总功率∑P=P1+P2(P1、P2本身不含任何意义)。 除图9 -2的I A、U AC与I B、U BC接法外,还有I B、U AB与I C、U AC以及I A、U AB与I C、U BC两种接法。 3. 对于三相三线制供电的三 相对称负载,可用一瓦特表法测得 三相负载的总无功功率Q,测试原 理线路如图9-3所示。 图示功率表读数的倍,即为 对称三相电路总的无功功率。除了 此图给出的一种连接法(I U、U VW) 外,还有另外两种连接法,即接成图 9-3 (I V、U UW)或(I W、U UV)。

三、实验设备 四、实验内容 1. 用一瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率ΣP。实验按图9-4线路接线。线路中的电流表和电压表用以监视该相的电流和电压,不要超过功率表电压和电流的量程。 图 9-4 经指导教师检查后,接通三相电源,调节调压器输出,使输出线电压为220V,按表9-1的要求进行测量及计算。

电路中的图像问题复习教案.

电路中的图像问题复习教案 执教者俞怡 班级:高三(1) 时间:2009年3月19日上午第一节 教学目标: 知识与技能: 1.理解U-I图像中三类基本图线所对应的电路 2.理解图线的截距、斜率、面积代表的物理意义 3.理解U-I图线组合所代表的物理意义 4会获取和应用图线信息进行动态电路的分析及进行定量计算 过程与方法: 1.在解题过程中感受等效替代的物理思想方法 情感态度与价值观: 1.在对非线性电路元件的研究过程中形成实事求是的科学态度重点:图像的比较和组合 难点:1.从图像获取信息 2.U/I与ΔU/ΔI的区别 教学内容: 一、U-I图线 一)基本图线及其意义 1电路及对应图线 E r

2.图线所包含的物理意义 a 各点对应的U-I b截距 c斜率 d面积 3.应用 练习1. 在如图甲所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流的变化的情况。其中图线a表示的是电压表___________(选填“V1”、“V2”或“V3”)的示数随电流变化的情况,在此过程中当P移动时3个电压表示数变化的绝对值为?U1、?U2、?U3电流表示数变化的绝对值为?I、 1)电压表V1示数和电流表示数I的比 值。 2)电压表V2示数和电流表示数I的比 值。 3)电压表V3示数和电流表示数I的比 值。 4)电压表V2示数的变化量?U2和电流表示数变化量?I的比值___________ 5)电压表V1示数的变化量?U1和电流表示数变化量?I的比值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 6)?U1 ?U3 ?U2 、?U3 练习2: 利用标有“6V,3W”的灯泡L1、“6V,6W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表 连接成如图甲所示的实验电路,其中电源电动势为E=9 V,图乙是通过灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时,电路输出功率为_______W,电源内阻为_______Ω。 二)图线的组合 1.电路及对应图线 2.物理意义 1)交点的意义2)面积的意义 I 甲乙 I1 U1

巩固练习 电磁感应中的电路及图像问题(提高)

【巩固练习】 一、选择题 1、(2016 江苏盐城模拟)如图甲所示,圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接,线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示(以图示方向为正方向)。 t=0时刻,平行板电容器间一带正电的粒子(重力可忽略不计)由静止释放,假设粒子运动未碰到极板,不计线圈内部磁场变化对外部空间的影响,下列粒子在板间运动的速度图象和位移图像(以向上为正方向)中,正确的是() 2、矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图(甲)所示。磁感 线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图像如图(乙)所示。t=0时刻, 磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4s时间内,导线框ad边所受安培力随时间 变化的图像(规定以向左为安培力正方向)可能是图中的() 3、矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。在0~4 s时间内,线框中的感应电流(规定顺时针方向为正方向)、ab边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的图象分别为图乙中的()

4、如图,一个边长为l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场; 一个边长也为l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直; 虚线框对角线ab 与导线框的一条边垂直,ba 的延长线平分导线框.在t=0时, 使导线框从图示位置开始以 恒定速度沿ab 方向移动,直到整个导线框离开磁场区域.以i 表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为正.下列表示 i-t 关系的图示中,可能正确的是( ) 5、如图所示,LOO L ''为一折线,它所形成的两个角LOO '∠和OO L ''∠均为45°。折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直于纸面向里,一边长为l 的正方形导线框沿垂直于OO '的方向以速度v 作匀速直线运动,在t =0时刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流-时间(I -t )关系的是(时间以l 为单位) ( ) 6、如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L .金属圆环的直径也是L .自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定

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