科学竞赛辅导---电学中能量守恒

科学竞赛辅导---电学中能量守恒

例题：1、小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接

入如图（a ）所示的电路中，已知电源电压U=3V ，并保持不变，

线圈电阻R=1．5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读

数I=0．8A ，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b ）

所示，摩擦不计，求：

（1）电动机正常转动1min 消耗的电能W 和线圈产生的热量Q ．

（2）电动机输出的机械功率P ． （3）电动机能量转换效率η．

2、高压输电线路长约600Km,每根高压输电线的电阻为160Ω,若用100kv 电压输电,输送的功率为1000kw,则每小时每根输电线损失的电能是( )

A ．1000kwh

B ．16kwh

C ．62500kwh

D ． 984kwh

学以致用

1、中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（ ）

A ．提高输送功率

B ．应用超导材料做输电线

C ．提高高压输电的电压

D ．减小输电导线的横截面积

2、小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有" 220V 40W "的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是( )

A.电视机

B.电风扇

C.白炽灯

D.节能灯

3、小华准备参加玩具赛车比赛，他运用图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A ；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A ．则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（ ）

A ．91%

B ．70%

C ．30%

D ．9%

4、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为

50kg ，电源电压为1l0V ，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转

动，使物体以0.9m ／s 的速度匀速上升时，电路中的电流大小为

5A 。则电动机线圈的电阻大小为（g=10N ／kg ） （ ）

A 、22Ω

B 、11Ω

C 、16Ω

D 、4Ω

5、电动机和发电机在构造上差异不大。一个玩具电动机，像图（a ）那样接上电源会转动；而像图（b ）那样，让其转动起来就可以发电，使小灯泡发光。那么，下列说法 不正确的是（ ）

A ．图（a ）的能量变化：化学能 电能

机械能和内能

B ．图（b ）的能量变化：机械能 电能 内能和光能

C ．若相同时间内，图（a ）电池提供的电能与图（b ）灯泡消耗的电

能相等，则图（a ）获得的机械能将小于图（b ）消耗的机械能

D ．若相同时间内，图（a ）电池提供的电能与图（b ）灯泡消耗的电

能相等，则图（a ）获得的机械能将等于图（b ）消耗的机械能

6、在远距离输电时，一般采用高压输电，这样可以减少输电线路的

能量损失．若我市石门县火力发电厂发电机组的输出功率为

P 0，如果

采用电压U 输送，线路损耗功率为P ；如果将输送电压提高为原来的n 倍，则线路损耗功率为( )． A ．P/n B ．P/n 2 C ．P 0/n D ．P 0/n 2

7、如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R 为4Ω，当闭合开关S 后，两电压表的示数分别为6V 和2V ，则电路中的电流为 A ，电动机的功率为 W 。 8、如图是电动汽车动力系统示意图。汽车行驶时，通过改变滑动变

阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度。当汽车速度最大时，电压表的示数为180V ，电流表的示数为15A ，此时电动机消耗的

功率为 W 。若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机内阻的发热

功率为 W 。 9、手机、数码相机等电器中多使用可充电电池,电池上所标的"电压"

和"容量"是两个重要参数。容量的单位通常为"毫安时"(符号mA-h)。某种可充电电池所标的电压是1.2V,容量是1300mA-h,请估算这种电池可储存的电能 。

10、某航海模型中有一如图所示的配件，由电压恒定的电源和一个阻值恒定的电阻R l 串联组成，密封在一个盒子内，只露出两个接线柱A 、B 。若将一电流表直接接在

A 、

B 上，电流表的示数为I 1=2.0A ；若将一只阻值为R 2=12Ω的电阻与

电流表串联后接在A 、B 两接线柱上，电流表的示数为I 2=0.5A 。

(1)求电源电压U 和电阻R l 的值。

(2)如果把一只内阻为r=4Ω的电动机和一电流表串联后接在A 、B 两接线柱上，电流表的示数为I=0.2A ，求电动机在t=lmin 时间内消耗的电能。

11、1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车，车上太阳能电池接收

板的面积是8m 2，它正对太阳时电池能够产生120V 的电压，并对车上电动机提供10A 的电流。

电动机线圈的直流电阻是4Ω，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为 1.0×103w/m 2.

求：该车的太阳能电池的效率是多少？电动机把电能转化为机械能的效率是多少？

（提示：电池的效率是指电池的输出功率与太阳能接收板接收的功率的比值。电动机的效率是电能转化为机械能的功率与电池输出功率之比）

12、如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现

有一台电动机，当电动机两端加220V 电压时，通过电动机线圈的电

流为50A 。问：

（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少，

（2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I 2Rt （其中I 、R 和t 分别表

示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电

阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?

（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?