高中物理焦耳定律计算题

在如图所示的电路中，R₁是由某金属氧化物制成的导体棒（非纯电阻），实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循I=kU³的规律（式中k=0.02A/V³），R₂是普通电阻，阻值为24Ω，遵循欧姆定律，电源电动势E=6V，闭合开关S后，电流表的示数为0.16A．求：

（1）通过R₁的电流I₁和它两端的电压U₁；
（2）通过R₂的电流I₂和它两端的电压U₂；
（3）R₁、R₂消耗的电功率P₁、P₂；
（4）电源的内电阻r．

如图所示的电路中，R₁=3Ω，R₂=6Ω，R₃=1.5Ω，C=20μF当开关S断开时，电源所释放的总功率为2W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4W求：

（1）电源的电动势和内电阻；
（2）闭合S时，电源的输出功率；
（3）S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？

如图所示，直流电动机M串联在直流电路中，其轴与圆盘中心O相连．开关S断开时，电压表的读数12.6V，开关S接通时，电流表的读数为2A，电压表的读数为12V．圆盘半径为5cm，测速计测得圆盘的转速为r/s，两弹簧秤的读数分别为F₁=7N，F₂=6.10N，问：

（1）电动机的输出功率、效率各为多少？
（2）拉紧皮带可使电动机停转，此时电压表、电流表的读数各为多少？电动机的输入功率为多大？

如图所示电路，电灯R₁=24Ω，电动机绕组的电阻R₀=1Ω，当电键S₁、S₂闭合时，测得电阻R₁的电功率是P=96W，理想电流表的读数为I=5A，求此时：

（1）电源的输出功率；
（2）电动机的输出功率．

如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T．质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r．现从静止释放杆a b，测得最大速度为v_m．改变电阻箱的阻值R，得到v_m与R的关系如图乙所示．已知轨距为L=2m，重力加速度g取l0m/s²，轨道足够长且电阻不计．求：

（1）杆a b下滑过程中感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小；
（2）金属杆的质量m和阻值r；
（3）当R=4Ω时，求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W．

如图所示，R为电阻箱，为理想电压表．当电阻箱读数为R₁=2Ω时，电压表读数为U₁=4V；当电阻箱读数为R₂=5Ω时，电压表读数为U₂=5V．求：

（1）电源的电动势E和内阻r．
（2）当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值P_m为多少？

一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗的总功率是66W，求：
（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流；
（2）电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率．

利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电动机内阻r₀＝2Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg.当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为U="5.5" V。不计空气阻力和摩擦，取g=" 10" m/s²。求：

（1）电源内电压U₁；
（2）重物匀速上升时的速度v。

汽车电动机启动时车灯会变暗，它们与电源之间的连接关系如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表示数为，电动机启动时电流表的示数为。若电源的电动势，内阻，电流表的内阻不计，温度对灯丝电阻的影响忽略不计，求

（1）车灯的电阻R为多少？
（2）电动机启动时车灯的功率为多少？
（2）电动机消耗的电功率为多少？

如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm，bc＝ad＝30 cm，匝数n＝100匝，线圈电阻r＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω。线圈在磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω＝100π rad/s。

（1）求产生感应电动势的最大值。
（2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式。
（3）交流电流表和交流电压表的示数各为多少？
（4）此发电机的功率为多少？

如下图所示的电路中，已知电阻R₁=9Ω，R₂=15Ω，电源的电动势E=12V，内电阻r=1Ω，电流表的读数I=0.4A。求电阻的阻值和它消耗的电功率；

如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长为，ad边长，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外，cd边转入纸内。

（1）写出感应电动势的瞬时表达式；
（2）线圈转一圈外力做功多少？
（3）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多少？

某交流发电机输出功率为5×10⁵ W，输出电压为1.0×10³ V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户需要电压380V。求所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）

如图所示a电路，当变阻器的滑动片从一端滑动另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图b中的AC.BC两直线所示，不考虑对电路的影响

（1）定值电阻，变阻器的总电阻分别为多少？
（2）试求出电源的电动势和内电阻。
（3）变阻器滑动片从一端到另一端的过程中，滑动变阻器消耗的最大电功率为多少？

如图所示，一微型电动机与一指示灯（白炽灯）串联，限流电阻，电源电动势，内阻，指示灯上标有“3V 1.5W”字样，微型电动机的线圈电阻，开关闭合时，指示灯和电动机均能正常工作。求：

（1）指示灯的电阻和通过它的电流；
（2）电动机的输入功率和输出功率