- 闭合电路的欧姆定律
- 共246题
5.如图4(甲)所示,两平行光滑导轨倾角为30°,相距10 cm,质量为10 g的直导线PQ水平放置在导轨上,从Q向P看的侧视图如图4(乙)所示。导轨上端与电路相连,电路中电源电动势为12.5 V,内阻为0.5 Ω,限流电阻R=5Ω,R′为滑动变阻器,其余电阻均不计。在整个直导线的空间中充满磁感应强度大小为1T的匀强磁场(图中未画出),磁场方向可以改变,但始终保持垂直于直导线。若要保持直导线静止在导轨上,则电路中滑动变阻器连入电路电阻的极值取值情况及与之相对应的磁场方向是( )
正确答案
解析
A、磁场方向水平向右时,直导线所受的安培力方向竖直向上,由平衡条件有 mg=BIL,得 I==
A=1A,由I=
得 R′=7Ω,故A错误.B、磁场方向垂直斜面向左上方时,直导线所受的安培力方向沿斜面向下,不可能静止在斜面上,故B错误C、磁场方向水平向左时,直导线所受的安培力方向竖直向下,不可能静止在斜面上,故C错误.D、磁场方向垂直斜面向右下方时,直导线所受的安培力方向沿斜面向上,由平衡条件有 mgsin30°=BIL,得 I=
•
=0.5A,由I=
得 R′=19.5Ω,即电阻的最大值为19.5Ω,故D正确.
考查方向
解题思路
金属棒静止在斜面上,受力平衡.根据左手定则判断出安培力的方向,再根据平衡条件和安培力公式求出电路中电流,再由欧姆定律求解电阻R.
易错点
在判断安培力方向的时候注意用左手定则
知识点
5.如图电路,C为电容器的电容,D为理想二极管(具有单向导通作用),电流表、电压表均为理想表.闭合开关S至电路稳定后,调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离,结果发现电压表V1的示数改变量大小为△U1,电压表V2的示数改变量大小为△U2,电流表A的示数改变量大小为△I,则下列判断正确的有()
正确答案
解析
由图可知R1与R串联,V1测R两端的电压,V2测路端的电压.
若P向左端移动,则滑动变阻器接入电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流减小,则内电压减小,
路端电压增大,即电压表V2的示数增大,R1两端的电压减小,所以V1的示数增大.
A、根据欧姆定律得的值等于滑动变阻器的阻值,所以
的值变大,故A正确;
B、根据闭合电路欧姆定律得:U1=E-I(R1+r),则=R1+r,
所以的值不变;故B错误;
C、根据闭合电路欧姆定律得:由U2=E-Ir,
则=r,所以
的值不变;故C正确;
D、滑片向左移动的过程中,由于理想二极管具有单向导通作用,所以电容器所带的电荷量不变,故D错误;
考查方向
解题思路
由电路图先明确电路的结构,再根据滑动变阻器的移动明确电阻的变化;由闭合电路欧姆定律可知电路电流的变化,则可分析内电压、路端电压及各部分电压的变化.
易错点
闭合电路欧姆定律的动态分析类题目,一般可按外电路-内电路-外电路的分析思路进行分析,在分析时应注意结合闭合电路欧姆定律及串并联电路的性质.
知识点
13.据报道,一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间.照片中,“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见.如图所示,假设“天宫一号”正以熟读v=7.7 km/s绕地球做匀速圆周运动,运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直,M、N间的距离L=20 m,地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×105 T,将太阳帆板视为导体.[来源:Zxxk.Com]
(1)求M、N间感应电动势的大小E;
(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V、0.3 W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路,不计太阳帆板和导线的电阻.试判断小灯泡能否发光,并说明理由;学.科网
(3)取地球半径R=6.4×103 km,地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2,试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字).
正确答案
(1)1.54V (2)不能(3)4×105 m
知识点
18.如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合电建,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中A.U先变大后变小B.I先变大后变小C.U与I比值先变大后变小D.U变化量与I变化量比值等于R3
正确答案
BC
知识点
18.如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合电建,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中( )
正确答案
解析
据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动过程中,电阻R1的阻值先增大后减小,电压不变,所以电流表示数先减小后增加,故选项B、C正确;由于电压表示数没有变化,故选项D错误。
考查方向
解题思路
电源内阻忽略不计,电压表测量电源电压,所以无论外电阻如何变化,电压表示数不变.滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中,电阻先曾大后减小,由欧姆定律可判断电流表示数的变化和和U与I比值的变化.
易错点
考查闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的应用,掌握闭合电路的动态分析,知道电阻的串并联阻值,注意本题已说明电源内阻忽略不计,学生容易忽略该条件,从而导致错误.
知识点
8.如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S,下列说法正确的有( )A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 W C.a、b间电压的大小为5 V D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A
正确答案
AC
知识点
4.如图所示电路中,电源内阻不计,三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压,开始时只有S1闭合,当S2也闭合后,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
24.某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示,一个劲度系数k=1300N/m,自然长度L0=0.5m弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S=0.5m2,工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好,不计摩擦。定值电阻R=1.0W,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5W。闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U1=3.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=2.0V。(电压表可看作理想表)
试分析求解:
(1)此时风作用在迎风板上的力的大小;
(2)假设风(运动的空气)与迎风板作用后的速度变为零,空气的密度为1.3kg/m3,求风速多大。
(3)对于金属导体,从宏观上看,其电阻定义为:。金属导体的电阻满足电阻定律:
。在中学教材中,我们是从实验中总结出电阻定律的, 而“金属经典电子论”认为,电子定向运动是一段一段加速运动的接替,各段加速都是从定向速度为零开始。设有一段通电导体,其长L,横截面积为S,电子电量为e,电子质量为m,单位体积内自由电子数为n,自由电子两次碰撞之间的时间为t0,现在,请同学们利用金属电子论,从理论上推导金属导体的电阻
。
正确答案
(1)有风时金属杆接入电路的电阻为R2
有
得
此时,弹簧的长度 m
弹簧的压缩量m
根据平衡条件,此时的风力
N
(2)设风速为v。在Δt时间内接触到吹风板的空气质量为Δm
Δm=ρSvΔt
根据动量定理可得
(3)设导体两端的电压为U,自由电子定向运动的平均速率为v;
由牛顿定律和运动学规律得:
从微观上看,电流强度:
综上,由电阻的定义得:
所以,
解析
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知识点
23.2010年广州亚运盛会堪称是LED绿色照明技术、节能照明产品得到全面应用的照明科技博览会。无论是海心沙、广州塔、广州中轴线城市景观照明等重点工程项目,还是亚运城、大学城等数十个场馆和设施,处处都闪耀着国产LED绿色照明、节能照明产品的光芒。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右,电学符号与小灯泡电学符号相同。
实验室提供的器材有:
额定电压为3V的LED灯,正常工作时电阻大约500Ω左右 电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)
定值电阻R2=1985Ω 滑动变阻器R1(0至20Ω)一只
电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)
蓄电池E(电动势为12V,内阻很小) 电键S一只
(1)不增减上述器材的情况下在下边方框中画出应采用的电路图。
(2)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx ,当表达式中的 (填字母)达到 ,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为正常工作时电阻。
正确答案
(1)如图
(2)
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知识点
7.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,右为同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图(a)所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图(b)所示,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
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