焦耳定律最典型计算题-含答案

计算题
1. 如图所示电路中, 一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联接在电源上。

电源电动势E=20Ｖ、内阻r=1Ω, 用理想电压表测出电动机两端的电压U=10Ｖ。

已知电动机线圈电阻RM=1Ω, 求:
（1）电路中的电流为多少
（2）电动机输出的功率为多少
（3）电动机的效率
2. 如图所示, 电路中电源电动势为E, 内阻不计. 水平放置的平行金属板A.B间的距离为d, 板长为L。

在A板的左端且非常靠近极板A的位置, 有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间. (重力加速度用g表示)则:
(1)若使液滴能沿v0方向射出电场, 电动势E1应为多大
(2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场, 电动势E2应为多大
3. 如图所示, 电路两端电压U恒为28V, 电灯上标有“6V, 12W”字样, 直流电动机线圈电阻R=2Ω.若电灯恰能正常发光,
求: (1)流过电灯的电流是多大
(2)电动机两端的电压是多大
(3)电动机输出的机械功率是多少。

4. 如图所示, 电阻R1＝8Ω, 电动机绕组电阻R0＝2Ω, 当电键K断开时, 电阻R1消耗的电功率是；当电键闭合时, 电阻R1消耗的电功率是2W, 电动机刚好正常工作。

若电源的电动势为6V。

求:
（1）电源内阻r；
（2）当电键K闭合时, 电动机正常工作的电压和功率；
（2）电动机正常工作时输出的机械功率。

5. 如右图所示的电路中, 两平行金属板A.B水平放置, 两板间的距离
d=40 cm.电路电压恒为U=24V, 电阻R=16Ω。

闭合开关S, 待电路稳定后, 将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。

若小球带电荷量为q=1×10-2 C, 质量为m=2×10-2 kg, 不考虑空气阻力。

求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时, 小球恰能到达A板
（2）此时滑动变阻器消耗功率是多大(取g=10 m/s2)
6. 如图所示, 电源电动势E＝10 V, 内阻r＝1 Ω, R1＝3 Ω, R2＝6 Ω, C＝30 μF.
（1）闭合开关S, 求稳定后通过R1的电流；
（2）然后将开关S断开, 求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过R1的总电量；
（3）如果把R2换成一个可变电阻, 其阻值可以在0～10 Ω范围变化, 求开关闭合并且电路稳定时, R2消耗的最大电功率．
7. 如图所示电路中, 电阻R1=R2=R3=12Ω, 当电键S断开时, 电压表的示数为6V；电键S接在b点时, 电压表的示数是。

求: (电压表的内阻非常大, 流过电压表的电流可忽略不计)
(1)电键S接a点时电压表的示数
(2)电源的电动势和内阻
(3)电键S接在b点时, 电源总功率和电阻R3的功率
8. 如图所示的电路中, 所用电源的电动势E=4V, 内阻r=Ω, 电阻R1可调。

现将R1调到3Ω后固定. 已知R2=6Ω, R3=3Ω。

（1）开关S断开和接通时, 通过R1的电流分别为多大
（2）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值, 应将R1的阻值调到多大这时A、B 间消耗的最大电功率为多少
9. 如图所示的电路中, 两平行金属板A.B水平放置, 两板间的距离d=40cm, 电源电动势E=24V, 内电阻r=1Ω, 电阻R=15Ω, 闭合开关S, 待电路稳定后, 将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。

若小球带电荷量为q=1×10-2C, 质量为m=2×10-2kg, 不考虑空气阻力。

那么, 滑动变阻器接入电路的阻值为多大时, 小球恰能达到A板此时, 电源的输出功率是多大（g取10m/s2）
10. 如图所示, 电源电动势E=10V、内阻r=Ω, 标有“８Ｖ, １６Ｗ”的灯泡Ｌ恰能正常发光, 电动机Ｍ的绕线电阻R=1Ω, 求: （1）电路中的总电流；（2）电源的总功率；（3）电动机的输出功率。

11. 如图所示电路, R3=12Ω, 当滑动变阻器R1调到6Ω时, 电源的总功率为P=63W, 输出功率为P出=54W, 电源的内电阻为r=1Ω。

求电源电动势E和流过滑动变阻器R1的电流I1。

12. 如图所示, 电源电动势E=9V, 内阻r=Ω, 电阻R1=Ω, R2=Ω, R3=Ω,
R4=Ω, 电容C=μF。

两板间距离为 m。

（1）求电键接到a时, 电容的带电量是多少上极板带何种电荷
（2）求电键从与a接触到与b接触时, 通过R3的电荷量是多少上极板带何种电荷
（3）若两极板中央有一个带电粒子, 当电键与a接触时, 正好处于静止状态, 若电键与b接触后, 带电粒子向哪极板运动经过多长时间到达极板（不考虑电容充放电时间, g=10m/s2）
13. 如图, 电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上, 电源电动势E=12v, 内阻r=1Ω, 电动机内阻r’=1Ω,电灯灯丝电阻R=10Ω, 理想电压表读数为10v, 求:
（1）流过电源的电流；（2）电源的输出功率；（3）电动机对外输出的机械功率。

14. 如右图所示电路中, 电源电动势E ＝30V 、内阻r ＝1Ω, Ｌ是规
格为“6Ｖ、12Ｗ”的灯泡, 电动机线圈的电阻RM ＝2Ω. 若开关S 闭合时, 灯泡L 恰能正常发光, 试求:
⑴电路中的电流强度I ；⑵电动机消耗的总功率PM ；⑶电动机的输出功率P 出.
15. 如图所示的电路中各元件值分别为:R1=R2=10Ω, R3=R4=20Ω, 电容C=300μF, 电源电动势E=6V, 内阻不计, 原先双掷开关S 与触点2接触, 则当开关S 从与触点2接触改为与触点1接触, 且电路稳定后, 试求: （1）求电容器C 所带电荷量；
（2）若开关从与触点1接触改为触点2接触, 直到电流变为0时为止, 求通过电阻R1的电荷量
16. 如图所示, 电阻R3＝4 Ω, 电表为理想表. 开始时R1.R2.R3中都有电流通过, 电压表示数为2 V, 电流表示数为 A. 后来三个电阻中有一个发生断路, 使电压表示数变为 V, 电流表示数变为 A.
求: （1）哪个电阻断路（2）求电阻R1、R2的阻值各为多少(((((((((((((((((
参考答案
1. （1）1A ；（2）9W ；（3）90%
2. （1） （2）
3. 2A 22V 36W
R L M R M S L E r
4. （1）2Ω；（2）4V 2W ；（3）；
5. 8Ω 8W
6. （1）1A（2）（3）
7. （1）0 （2）（3）；
8．（1）断开时, 接通时；（2）
9. （1）8Ω（2）23W
10. （1）；（2）；（3）。

11. 21V,2A.
12. （1）1×10-5C；正电；（2）×10-5C；负电；（3）向下极板运动；。

13. (1) 2A (2)20w (3)9w
14. (1) 2A (2) 44W (3) 36W
15. （1）9×10-4 C （2）×10-4 C
16.（1）R1断路.
（2）电阻R1、R2的阻值分别为8Ω、4Ω.
（3）电源电动势和内阻分别为4V、1Ω.。