非纯电阻计算题及热学电学综合题.doc

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非纯电阻计算题

例1．一个电动机的线圈电阻是4.4Ω，当把它接在220V电压下工作10min。

已知：

通过线圈的电流是5A,这时电动机做功____J，线圈产生的热量是_____J。

W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105J；求电流产生的热量只能用Q=I2Rt=（5A）2×4.4Ω×600s=6.6×104J。

例2．某电动机线圈电阻为1Ω，接在220V的直流电压下，工作电流为1A，则电动机消耗的电功率为_____W；发热损耗的电功率为____W；转化为机械能的功率为____W。

解析：

电动机消耗的电功率为总功率P总=UI=220V×1A=220W；

发热损耗的电功率P热=I2R=1A）2×1Ω=1W；

转化为机械能的功率为P机=P总–P热=220W-1W=219W

例3．小华准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据记录在表格中。

请问：

（1）这只电动机线圈的电阻为多少？

（2）当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？

（3）该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？

电动机的电压/V

电动机工作状态

通过电动机的电流/A

0.2

不转动

0.4

2.0

正常转动

1.0

解析：

（1）根据线圈不转动时是纯电阻电路可求出线圈电阻：

R==0.5Ω

（2）电动机正常工作时消耗的总的电功率：

P总=U2I2=2V×1A=2W，正常工作时发热的功率：

P热=I2R=0.5W，转化为机械能的功率：

P机=P总-P热=1.5W

（3）转化为机械能的效率：

η==75％。

例4．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=I2Rt（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?

解析：

（1）消耗的电能W总=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J

（2）产生的热量Q热=I2Rt=（50A）2×0.4Ω×60s=6×104J

（3）所做的机械功W机=W总-Q热=6.6×105J－6×104J=6×105J。

电学热学综合题

1、小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置，如图所示R1是一个热敏电阻（置于热水器中），其阻值随温度的变化关系如表1，表2是这个电热水器的铭牌。

已知继电器线圈电阻R2为10Ω，左边电源的电压U0为6V不变。

当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时，继电器的衔铁被吸下，电热水器的电路闭合，开始工作请回答

（1）正常工作时，电热水器的电阻是多少？

（2）分析表1，热敏电阻的阻值随温度如何变化？

（3）若电热水器内的温度控制在30℃——60℃之间，求衔铁被吸下，电热水器电路被断开时，继电器线圈的工作电流是多少？

（4）电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间？

（不计热损失）

2、华扬1870系列太阳能热水器的数据如下：

真空管直径（mm）

70×1800

规格（支管）

15

外形尺寸（mm）

1840×1597×1765

保暖层（mm）

60

水箱容量（L）

150

采光面积（m2）

2.1

（1）已知我市向着阳光的地方每平

方米的面积在一小时内得到的太

阳辐射能平均为3×106J。

若每天

接收太阳能的时间以8小时计

算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下一天该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度？

（2）如果换用一台标有“220V1500W”的电热水器在额定电压下工作，把同样的一箱水升高相同的温度需要多长时间？

（3）如果电价为0.54元/KWh.照此计算每月（按30天）可节省多少电费？

型号

P2155-B

电源

AD220V50HZ

加热功率

800W

保温功率

40W

水容量

2.0L

3、办公室里有个自动电热瓶，如图和表是它的原理及参数。

A为自动温控开关，当水的温度达到设定温度时自动断开电路；

低于设定温度时，自动接通电路。

已知水的比热容为

4.2×103J/（kg·℃），请你通过分析来进行以下计算：

（1）电热水瓶放出的热量90%被这些水吸收，烧开一瓶

20℃的水（标准大气压），电热水瓶应正常工作多长时间？

（2）黄灯亮时电热水瓶处于保温状态还是加热状态？

保温元件

R工作时电阻是多大？

（注:

指示灯消耗的功率可以忽略,保温功

率是指整个电路消耗的功率）