- 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[来源:Zxxk.Com]
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人电路电阻的
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 ,代入数据解得I=1A,由
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 ,由
,得 R′=19.5Ω,即电阻的最大值为19.5Ω,故D正确.
考查方向
导体切割磁感线时的感应电动势; 通电直导线在磁场中受到的力——安培力
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,再根据共点力的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
关键结合选项,分析安培力的方向和计算安培力的大小.
知识点
如图所示的电路中,电阻R1=6 Ω,R2=3 Ω,R4=18 Ω,R3为滑动变阻器,A、B为变阻器两个端点,滑动触头P在B端时,电流表的读数为2.5 A,电源的输出功率为28.125 W,电源总功率为33.75 W。(共10分)
22.求电源电动势和内电阻;
23.当滑动触头P处在R3的中点时,电流表的读数为0.9 A,则R3的阻值是多少?
正确答案
r=0.4 Ω;E=9 V
解析
当滑动触头P处在B端时,R3和R4均被短路,电路如图甲所示。根据并联电路的分流原理,通过R1的电流
=
×2.5 A=1.25 A
干路中电流I=I1+I2=1.25 A+2.5 A=3.75 A
又因P总=P出+I2r,即33.75 W=28.125 W+(3.75)2r
解得r=0.4 Ω
外电阻R==2 Ω
电源电动势E=IR+Ir=9 V
考查方向
闭合电路的欧姆定律
解题思路
由图看出当滑动触头P处在B端时,R3和R4均被短路,R1和R2并联,根据并联电路的分流原理,求出通过R1的电流,得到干路电流,由电源的总功率与输出功率之差等于电源内电路消耗的功率,求解内电阻,由闭合电路欧姆定律求解电动势.
易错点
滑动触头P在B端时,由于电流表内阻不计,相当于导线,要根据电路图得出,R3和R4均被短路.
正确答案
18 Ω
解析
当触头处在R3的中点时,电路如图乙所示:
变阻器R3的上半部分被短路,由于两并联支路上的电压相等得(+R2)I2′=R1I1′
又I1′R1=E-(I2′+I1′)r,解得I1′=1.35 A,Rx=9 Ω
所以R3=2Rx=18 Ω
考查方向
闭合电路欧姆定律
解题思路
当触头处在R3的中点时,电路如图乙所示,变阻器R3的上半部分被短路,画出等效电路图.
易错点
画出电路等效图,明确电路的串并联关系是解题的关键.
7.如图所示,电源电动势为4 V,内阻为1 Ω,电阻R1=3 Ω,R2=R3=4 Ω,电流表的内阻不计,闭合S,电路达到稳定状态后,电容器两极板间电压为( )
正确答案
解析
电流表的内阻不计,R2和R3被电流表短路,根据闭合电路欧姆定律:,电容器两端的电压等于R1两端的电压,则电压为:U1=IR1=1×3V=3V,故C正确,ABD错误;
考查方向
闭合电路的欧姆定律;电容
解题思路
电流表的内阻不计,R2和R3被电流表短路,根据闭合电路欧姆定律去求电流表的读数.电容器并联在R1的两端,电容器两端的电压等于R1两端的电压.
易错点
电流表是理想电流表,抓住R2和R3被电流表短路,是分析和求解的关键.
知识点
5.如图所示,在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨,间距为,电阻不计,其左端连接一阻值为
的定值电阻。两导轨之间存在着磁感应强度为l T的匀强磁场,磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成,磁场方向如图。一接入电阻阻值为
的导体棒AB在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动,交流电压表和交流电流表均为理想电表,则 ()
正确答案
解析
AB、当导体棒切割磁感线时,产生的感应电动势为 E=BLv,由于L按正弦规律变化,这个过程产生正弦式电流,磁场方向变化时,电流方向变化,所以回路中产生的是正弦式交变电流,则感应电动势的最大值为则电动势的有效值为
,电压表测量R两端的电压,则
,电流表示数为有效值,
,故AB错误;
C、电流表示数为有效值,一直为0.1A,故C错误;
D、导体棒上消耗的热功率,故D正确.
考查方向
导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率;焦耳定律
解题思路
根据公式E=BLv列式分析电流的特点.交流电压表及交流电流表测量的是有效值;根据,求解导体棒上消耗的热功率.
易错点
关键是明确切割的有效长度按照正弦规律变化导致电动势的瞬时值按照正弦规律变化,注意交流电压表及交流电流表测量的是有效值,先求最大值,再根据最大值和有效值的关系求解.
知识点
16.两电源电动势分别为E1、E2(E1>E2),内阻分别为r1、r2。当这两个电源分别和一阻值为R的电阻连接时,电源输出功率相等。若将R减小为R/,电源输出功率分别为P1、P2,则
正确答案
解析
根据闭合电路欧姆定律得:U=E-Ir,可得两个电池的U-I图线:
由电源的U-I图线的斜率绝对值等于r,所以有:r1>r2.
电源的U-I图线与电阻的U-I图线的交点就表示了该电阻接在该电源上时的工作状态,此交点的横、纵坐标的乘积为电源的输出功率,即以此交点和坐标原点为两个顶点的长方形的面积表示电源的输出功率,由数学知识得知,若将R减小为R′,电源E1的输出功率要小于电源E2的输出功率,即P1<P2,故A正确,BCD错误;
考查方向
电功、电功率;闭合电路的欧姆定律
解题思路
根据两个电池的U-I图线,由图可读出内阻的大小关系;两电池的U-I图线的交点对应的工作电阻为R,再作出一小于R的电阻的U-I图线,分析对应电流及电压从而分析出功率的大小关系.
易错点
本题关键做出电源与电阻的U-I图线,图线的交点即为电源的输出功率.
知识点
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