高中物理三相电流的线电压、相电压综合题

在如图所示的装置中M N是一对相距为d的水平金属板在它们上方另有一水平金属板Q，其上有一小孔S正对着板M上的小孔O．MN间有一垂直向里的磁感应强度为B匀强磁场．在板Q的S孔处有质量为m、电荷量为-q的负离子，其重力和初速度不计，电源的电动势为E,内阻为r，R_AB总电阻为2r，滑动触头C在AB的中点,离子从MN的中点飞出，求离子飞出磁场时的速度大小．
 

三只灯泡L₁、L₂和L₃的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V，它们的额定电流都为0.3 A.若将它们连接成图1、图2所示电路，且灯泡都正常发光，
(1)   试求图1电路的总电流和电阻R₂消耗的电功率;
(2)   分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。
 

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="40" cm。电源电动势E=24V,内电阻r="1" Ω，电阻R="15" Ω。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。若小球带电量为q=1×10^-2 C,质量为m=2×10^-2 kg,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，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？(取g="10" m/s²)
 

某植物园的建筑屋顶有太阳能发电系统，用来满足园内用电需要。已知该发电系统的输出功率为1.0×10⁵W，输出电压为220V。求：
①按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？
②该太阳能发电系统除了向10台1000W的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率为100W，额定电压为220V的照明灯正常工作？
③由于发电系统故障，输出电压降为110V，此时每盏功率为100W、额定电压为220V的照明灯消耗的功率等是其正常工作时的多少倍？

电热毯、电饭锅等人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。图①为某种电热式电器的简化电路图，主要远件有电阻丝R₁、R₂和自动开关S。
（1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
（2）用电器由照明电路供电（U＝220V，设加热时用电器的电功率为400W，保温时用电器的电动功率为40W，则R₁和R₂分虽为多大？
（3）若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图②所示，其它条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能。
 

如图所示，一个有3 V和30 V两种量程的电压表，表头内阻为15 Ω，满偏电流为1 mA，求R1、R2的阻值各为多大？

如图所示电路，已知电源电动势ε=6.3V，内电阻r=0.5Ω，固定电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3是阻值为5Ω的滑动变阻器。按下电键K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。

如图所示，电源电动势ε=9V，内电阻r=0.5Ω，电阻R1=5.0Ω、R2=3.5Ω、R3=6.0Ω、R4=3.0Ω，电容C=2.0μF。当电键K由a与接触到与b接触通过R3的电量是多少？

如图4-17所示，电源电压6V不变，滑动变阻器R₁的最大阻值是20，当S断开，把滑片P滑至b端时，电流表读数是0.2A；当S闭合，把滑片P滑至a端时，灯L恰能正常发光，电流表读数是1A，求R₂和灯泡L的阻值。

	图4-17

 

 

现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小。现将其中一个元件Ro进行测试，测得其电流与加在它两端的电压值，测试数据如下表所示。

U/V	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I/A	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

(1)根据表中数据，判断元件R0可能是由上述哪类材料制成的，并简要说明理由。
(2)把元件R。接人如图4-16所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为1．8A。已知电路中的电源电压为3V，此时定值电阻R的电阻为多大?

	图4-16

 

 

如图所示，电阻，小灯泡上标有“3V，1．5W"，电源内阻，滑动变阻器的最大阻值为（大小未知），当触头滑动到最上端时；’安培表的读数为l A，小灯泡恰好正常发光，求：

滑动变阻器的最大阻值
当触头滑动到最下端时，求电源的总功率及输出功率。

环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下
求驱动电机的输入功率；
若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P_机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s²）；
设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。
已知太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。

如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度，m是一个金属球，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为l的电阻丝，其阻值为R。金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中点C焊接一根导线。从O点引出一根导线，两线之间

接入一个电压表V（金属丝和导线电阻不计），图中虚
线OC与AB相垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压
为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使A
B沿着车前进的方向，列车静止时金属丝呈竖直方向，               
从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。
当列车向右做匀加速运动时，试写出加速度a与电压表读数U的对应关系，以便重新刻制电压表表面使它成为直读加速度数值的加速度计。
为什么C点设置在电阻丝AB的中间？对电压表的选择应有什么特殊要求？                                         

把晶体二极管D和电阻R串联起来，连接成如图(a)的电路，电源的电动势E＝5．0V，内阻不计，二极管两端电压U与其中的电流I的关系曲线(伏安特性曲线)如图(b)，但为简单起见，可近似地看作直线，直线与横轴的交点E_O＝1V (见（b）图中的虚线)，即二极管上所加电压U＜E_O时电流为零，U＞E_O时，I和U为线性关系，此二极管消耗的电功率超过4.0W时将被烧坏．试问：

电阻R最小要多大才不致烧坏二极管?
在保证不致烧坏二极管的条件下R值为多大时，输入给R的功率为最大?此功率最大值等于多少瓦?

风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的功能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示．

风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。  
设空气密度为p，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能P_m;在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
已知风力发电机的输出电功率P与P_m成正比。某风力发电机的风速v₁9m/s时能够输出电功率P₁=540kW。我国某地区风速不低于v₂=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。