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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...

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=2Ω,接通电路后,电动机正常转动,电流表读数I=0.5A,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:

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(1)求电路的总功率P.

(2)电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q.

(3)电动机转换成机械能的效率η(百分数后保留一位小数).

 

(1)电路的总功率为1.5W. (2)电动机正常转动1min消耗的电能为90J,线圈产生的热量为22.5J. (3)电动机转换成机械能的效率为75.0%. 【解析】 试题分析:(1)由P=UI计算电路的总功率; (2)利用W=UIt求出电功,由焦耳定律求产生的热量; (3)先计算电动机转化成的机械功,由η=×100%计算其效率. 【解析】 (1)由题知,电源电压3V,电动机正常转动时电路中电流0.5A, 所以电路的总功率:P=UI=3V×0.5A=1.5W; (2)t=1min=60s, 由W=UIt得电机正常运转时消耗的电能: W=3V×0.5A×60s=90J, 由Q=I2Rt得线圈产生的热量: Q=(0.5A)2×1.5Ω×60s=22.5J, (3)由电动机能量转化关系可得电动机输出的机械功: W机械=W﹣Q=90J﹣22.5J=67.5J, 所以电动机转换成机械能的效率: η=×100%=×100%=75.0%. 答:(1)电路的总功率为1.5W. (2)电动机正常转动1min消耗的电能为90J,线圈产生的热量为22.5J. (3)电动机转换成机械能的效率为75.0%. 【点评】此题涉及的知识点较多,电功的计算,热量的计算,需要注意的是,对于非纯电阻,电动机消耗的电能并不全部转化为机械能,在选择公式的时候应注意.  
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考点分析:
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在探究“影响电流热效应的因素”实验中

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(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫      .若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用      (选填“煤油”或“水”),理由是     

(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表).

实验次数

电流/A

通电时间/s

电阻/Ω

温度升高量/℃

1

0.3

30

10

1.5

2

0.6

30

10

6.0

由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流      ,其产生的热量     

(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中      (选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶      (选填“串联”或“并联”).

 

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测量“灯泡的电功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10ΩΩ,滑动变阻器上标有“20Ω  1A”字样.如图1是小向同学没有连接完的实物电路.

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(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整.

(2)在连接实物图的过程中,开关应该处于      状态,滑动变阻器的滑片应置于      端,该实验的原理是     

(3)实验中,小向同学连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是     

(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数如图2甲所示,为      V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向      端滑动(填“左”或“右”).

(5)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图2乙所示,电流表的读数是      A,小灯泡的额定功率是      W.

 

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科研人员制成了“光控开关”(能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开)和“声控开关”(能在有声音发出时自动闭合,无声时自动断开).请将如图的光控开关、声控开关、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路,设计出:只有在天黑且有声音时灯才亮的自动控制电路.

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电吹风是同学们非常熟悉的日常用品之一,说明书上提示“严禁带入浴室使用”,其原因是在潮湿的环境中,人体的电阻变      ,比在干燥的环境中更容易发生事故.

 

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如图所示,甲图是小明家卧室的一个插座,他用试电笔测试插座的A孔,氖管发光,则A孔接的是      线;乙图是一个台灯的电路示意图,当把台灯接入电路时,为了安全,应将台灯插头的      (选填“C”或“D”)插脚接火线.

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