- 交变电流
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(12′)如图所示的电路中,电源电动势E=10V,内电阻r=1Ω,两个相同的定值电阻R0=9Ω,R1=18Ω,且不随温度而变化。(1)求通过电阻R1中的电流;
(2)若在电路中将两个并联电阻R1、R0换成一个灯泡L(7.2W,0.9A),如图所示,该灯泡的伏安特性曲线如图中实线所示。则接入电路后,灯泡的实际功率为多少?
某学生的解法如下:RL=, I=
,代入P=I2RL即可求出灯泡的实际功率。
请你判断该同学的解法是否正确?若正确,请解出最终结果;若不正确,请用正确方法求出灯泡的实际功率。
正确答案
(1)0.21A (2)该解法是错误的。灯泡的电阻不是定值,接入电路后的实际功率求解,应该是通过对该电路作等效电源的I-U 图线,取两个图线的交点才是正确的。等效电源电动势E′=10V,内电阻r′=R0+r=10Ω,作等效电源的I-U图线, 读出交点坐标为(4V,0.6A),灯泡的实际功率是P=UI=2.4W 。
(1)设R1中两端电压为U ,则其中
,根据欧姆定律可得
,带入数据可得I=0.21A
(2)该解法是错误的。灯泡的电阻不是定值,接入电路后的实际功率求解,应该是通过对该电路作等效电源的I-U图线,取两个图线的交点才是正确的。等效电源电动势E′=10V,内电阻r′=R0+r=10Ω,作等效电源的I-U图线,读出交点坐标为(4V,0.6A),灯泡的实际功率是P=UI=2.4W 。
甲所示的电路,测定某电源的电动势和内阻,R为电阻箱,阻值范围0~9999Ω,R0是保护电阻,电压表内阻对电路的影响可忽略不计。该同学连接好电路后,闭合开关S,改变电阻箱接入电路的电阻值,读取电压表的示数。根据读取的多组数据,他画出了图12乙所示的图像。
小题1:在图乙所示图像中,当=0.10V-1时,外电路处于_________状态。(选填“通路”、“断路”或“短路”)。(2分)
小题2:根据该图像可求得该电池的电动势E= V,内阻r=______Ω。(8分)
正确答案
小题1:断路
小题2:10(2分,结果在9.5~10.5之间均可得分)
小题1:在图乙所示图像中,当=0.10V-1时,外电阻无穷大,所以可知外电路处于断路状态
小题2:根据欧姆定律,,即可得
,所以根据该图像可知该电池的电动势即为纵截距的倒数,则E=10V,斜率为
,所以有内阻r=Ek=
Ω
故答案为:小题1:断路 小题2:10,0.5
某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线,实验室提供下列器材:
A.电压表V(量程为0-5V,内阻约5k)
B.电流表A1(量程为0-25mA,内阻约0.2)
C.电流表A2(量程为0一0.6A,内阻约0.1)
D.滑动变阻器R1(0一10,额定电流1.5A);
E.滑动变阻器R2(0一1000,额定电流0.5A)
F.定值电阻R0(R0=1000)
G.直流电源(电动势6V,内阻忽略不计)
H.电键一个、导线若干
小题1:该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路,得到热敏电阻电压和电流的7组数据(如下表),请你在方格纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线.
小题2:由此曲线可知,该热敏电阻的阻值随电压的增大而 (选填“增大”或“减小”).该同学选择的电流表是 (选填“B”或“C”),选择的滑动变阻器是 (选填“D”或“E”)
小题3:请在上面的方框中画出该同学完成此实验的电路图(热敏电阻符号为 )
正确答案
小题1:
小题2:减小 B D
小题3:图略(分压电路,安内接法)
略
某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G(量程为1mA、内阻约为100Ω)的内阻。实验室中可供选择的器材有:
电流表A1:量程为3mA内阻约为200Ω;
电流表A2:量程为0.6A,内阻约为0.1Ω;
定值电阻R1:阻值为10Ω;
定值电阻R2:阻值为60Ω;
滑动变阻器R3:最大电阻20Ω,额定电流1.5A;
直流电源:电动势1.5V,内阻0.5Ω;
开关,导线若干.
(1)为了精确测量电流表G的内阻,你认为该小组同学应选择的电流表为 、定值电阻为____.(填写器材的符号)
(2)在方框中画出你设计的实验电路图
(3)按照你设计的电路进行实验,测得电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,则电流表G的内阻的表达式为rg= 。
(4)请列出你所知道的测量电阻的方法: 。(至少写出两种)
正确答案
(1)为了精确测量电流表G的内阻,该小组同学应选择的电流表为,因为
量程太大,测量不准确,定值电阻近似为
,所以定值电阻应选
(2)实验电路图如下
(3)测得电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,则电流表G的内阻的表达式为rg=
(4)测量电阻的方法:1、伏安法2、半偏法3、替代法
某同学想测量一个量程为3V的直流电压表的内阻(约几十kΩ),实验时用多用表的欧姆档去直接测量。
小题1:应该将欧姆档的选择开关拨至倍率_______档;
小题2:(单选)实验操作时先将红、黑表棒短接,完成调零;然后用图A方式连接,观察到多用表指针和直流电压表指针都向右偏转。由此得出下列判断,其中不符合实际情况的是
小题3:根据图B所示,直流电压表的内阻为_______Ω;
小题4:如果将欧姆档的选择开关拨至×1倍率,调零后再次测量,观察到此时直流电压表的读数为2.8V,则电路中的电源电动势至少为_______V.
正确答案
小题1:´1k
小题2:C
小题3:40k
小题4:2.8V
小题1:直流电压表的内阻(约几十kΩ),实验时用多用表的欧姆档去直接测量应该将欧姆档的选择开关拨至倍率×1K档。
小题2:电压表指针向右偏转表明多用表的“-”接线柱连接电源的正极,C不符合实际情况。
小题3:直流电压表的内阻为40×1K=40KΩ
小题4:流电压表的读数为2.8V,则电路中的电源电动势至少为2.8V。
用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:
(1)待测电阻Rx(约100Ω)
(2)直流毫安表(0 - 30mA,50Ω)
(3)直流电压表(0-3V,5kΩ)
(4)直流电源(输出电压4V)
(5)滑动变阻器(0-500Ω,1A)
小题1:根据器材的规格和实验要求,在右图的实物图上连线。(3分)
小题2:在方框中画出电路图(3分)
正确答案
略
略
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,提供的实验器材有:
A.小灯泡(12V,6W)
B.直流电流表A1(0-0.6A,内阻约0.8Ω);
C.直流电压表V1(0-3V,内阻约为5 kΩ);
D.直流电压表V2(0-15V,内阻约为15 kΩ);
E.滑动变阻器R1(0-5Ω,2 A);
F.滑动变阻器R2(0-20Ω,2 A).
G. 直流电源(12V,内阻不计);
H. 开关S及导线若干
某同学设计了实验测量电路,通过改变变阻器的滑片的位置,使电表读数从零开始变化,记录多组电压表的读数U和电流表的读数I。
(1)实验中电压表应选用 (选填V1或V2),滑动变阻器应选用 (选填R1或R2)
(2)在虚线框内画出实验电路图:
(3)该同学出实验中测出8组对应的数据(见下表)
请在图乙坐标中,描点作出U-I图线,由图象可知,灯泡的功率增大时,其电阻 (选填“增大” 、“减小”或“不变”)
正确答案
(1) D (2分); F (2分)
(2)(3分)
(3)描点连线如图(3分) 增大
略
利用如入所示电路,测定电源电动势和小电阻r,已知R1=R2=R3=1Ω,电源内阻不计,当电键K断开时,电压表读数为0.8V;当电键K闭合时,电压表的读数为1V,该电源的电动势和小电阻分别为 V和 Ω。
正确答案
2 0.5
根据题意可知,电键K断开时,为R1和R2串联,根据闭合电路欧姆定律有,
,当电键K闭合时,R1和R3并联然后再跟R2串联,则有
,联立可得该电源电动势为2V,小电阻为r=0.5Ω
故答案为:2 0.5
要测量一只电压表的内阻RV。提供的器材有:待测电压表V(量程0—3v,内阻约为3KΩ);电阻箱R0(阻值0—9999.9Ω);滑动变阻器R1(阻值0—20Ω,额定电流为1A);滑动变阻器R2(0—1500Ω,额定电流为0.5A);电源E(电动势为6V,内阻为0.5Ω);电键S及导线若干。
①如果采用图所示的电路测定电压表的内阻,并且要得到较高的精确度,那么从以上给出的器材中,滑动变阻器R应选用 。
②在以下所给的实验步骤中,排出合理的顺序为:
A.合上电键S;
B.使滑动触头P处于最左端,R′的阻值调至最大;
C.保持滑动变阻器的解头位置不变,增大电阻箱的阻值,使电 压表示数为满偏读数的一半,记下电阻箱的此时阻值R2′
D.调节电阻箱和滑动变阻器,使电压表示数满偏,记下电阻箱的此时阻值R1′;
③用测得的物理量表示电压表内阻应为 ;
④在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值 。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
正确答案
① R1 。 ② B A D C .
③ R2/ --2R1/ 。 ④ 偏大 。
分析:滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器;根据实验目的与原理合理安排实验步骤;根据串并联电路特点及欧姆定律求出待测电压表内阻,并分析实验误差。
解答:①电源电动势是6V,滑动变阻器阻值0-20Ω,额定电流为1A,电源接在滑动变阻器
两端,最大电流为0.6,能保证电路安全;要精确测量待测电压表内阻,方便实验操作,可以选用滑动变阻器
;
②半偏法测电压表内阻,合理的实验步骤是:B、使滑动触头P处于最左端,R′的阻值调至最大;
A、合上电键S; D、调节电阻箱和滑动变阻器,使电压表示数满偏,记下电阻箱的此时阻值;
C、保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,记下电阻箱的此时阻值;
③设电压表与定值电阻的串联电压为U,电压表内阻为,电压表示数满偏时,电阻箱的阻值为
,电路电流
①;电压表与定值电阻的串联电压不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,电压表内阻
不变,由
可知,电压表示数变为原来的一半,则电路电流变为原来的一半,此时
②, 由①②解得:
;
④在实验步骤C中,保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,电路总电阻变大,待测电压表与定值电阻的串联电压变大,当电压表半偏时电阻箱的阻值偏大,则电压表内阻测量值
偏大。
故答案为:①;②BADC;③
;④偏大.
某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999
,可当标准电阻用)、一只电流表(量程
=0.6A,内阻
)和若干导线。
①请根据测定电动势E、内电阻
的要求,设计图a中器件的连接方式,并画线把它们连接起来。
②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值,同时读出与
对应的电流表的示数I,并作记录.。处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数
;再制作R-
坐标图,如图b所示。图中已标注出了(
)的几个与测量对应的坐标点,请你在图b上把标注出的坐标点描绘成实验图线。
③根据图b描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V,内电阻
正确答案
(1)
(2)
(3)1.5(1.46~1.54) 0.3(0.25~0.35)
略
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