- 恒定电流
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如图所示,滑动变阻器的总电阻R=60Ω,A、B间的电压U=18V且保持不变,R0=60Ω,先将开关S断开,移动滑片P使电压表示数为9.0V,然后将开关S闭合,若忽略电表对电路的影响,则电压表、电流表的示数分别为多少?
正确答案
7.2V,0.24A
(10分)如图所示的电路中,,
,
,电源电动势E=24V,内阻不计,当开关
、
均开启和闭合时,灯泡L均正常发光。
(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向:、
均开启时;
、
均闭合时.
(2)求灯泡正常发光时的电阻和电压
。
正确答案
(1)当、
均开启时,电流由
;当
、
均闭合时,电流由
(2),
试题分析: (1) 当、
均开启时,等效电路如图甲所示,电流由
;
当、
均闭合时,等效电路如图乙所示,电流由
。 (2分)
(2)当、
均开启时, 欧姆定律得:
(2分)
当、
均闭合时,由欧姆定律得:
(2分)
(2分)
联立上述各式代入数据得:,
(2分)
两根同种材料的电阻丝,长度之比为1:5,横截面积之比为2:3,则它们的电阻值之比为____。将它们串联后接入电路中,则它们两端电压之比为____,电流之比为____;如果将它们并联后接入电路中,则它们两端电压之比为_____,电流之比为____。
正确答案
3:10,3:10,1:1,1:1,10:3
如图所示电路,电源内阻,
,
,灯L标有“3V 1.5W”字样,滑动变阻器最大值为R,当滑片P滑到最右端A时,电流表读数为1A,此时
灯L恰好正常发光,试求:
(1)电源电动势E;
(2)当滑片P滑到最左端B时,电流表读数;
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,滑动变阻器上消耗的功率。
正确答案
(1) 6V (2) 2A (3) 1.92W
(1)当P滑到A时,R2被短路,如图甲所示,
由闭合电路欧姆定律得:=3V+1×(2+1)V=6V。
(2)当P在B点时,电路如图乙所示.此时电流表的读数为A=2A。
(3)当滑片P位于滑动变阻器中点时等效电路如图丙所示,由图知R2与右侧被电流表短接,在图甲所示电路中总电流为I=1A。
通过灯L的电流为A=0.5A,
通过变阻器R的电流为=0.5A,
由并联电路的特点可得:。
在图丙所示电路中并联部分电路的总电阻为:
并联部分电路的电压为:
V=2.4V。
滑动变阻器上消耗的功率为:W=1.92W。
如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为L的金属圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动,圆环上接有电阻均为r的三根导电辐条OP、OQ、OR,辐条互成120°角。在圆环内,圆心角为120°的扇形区域内存在垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场,在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷MN与一个LED灯(可看成二极管,发光时,电阻为r)。圆环及其它电阻不计,从辐条OP进入磁场开始计时。
(1)顺磁感线方向看,圆盘绕O1O2轴沿什么方向旋转,才能使LED灯发光?在不改变玩具结构的情况下,如何使LED灯发光时更亮?
(2)在辐条OP转过60°的过程中,求通过LED灯的电流;
(3)求圆环每旋转一周,LED灯消耗的电能。
正确答案
(1)逆时针 增大角速度 (2) (3)
试题分析:(1)圆环转动过程,始终有一条导电辐条在切割磁感线,产生感应电动势,并通过M.N和二极管构成闭合回路。由于二极管的单向导电性,只有转轴为正极,即产生指向圆心的感应电流时二极管才发光,根据右手定则判断,圆盘逆时针旋转。
要使得LED灯发光时更亮,就要使感应电动势变大,即增大转速增大角速度。
(2)导电辐条切割磁感线产生感应电动势
此时O点相当于电源正极,P点为电源负极,电源内阻为
电源外部为二个导体辐条和二极管并联,即外阻为。
通过闭合回路的电流
带入即得
流过二极管电流为
(3)转动过程始终有一个导电辐条在切割磁感线,所以经过二极管的电流不变
转过一周所用时间
所以二极管消耗的电能
(10分)在图所示的电路中,电源和电流表的内阻均的不计,当两个电键K1K2都断开或都闭合时,电流表的读数是相同的,求电阻R的阻值.
正确答案
50Ω
试题分析:当两个开关都断开时,R与300Ω、100Ω的电阻串联,由欧姆定律可得此时通过电流表的电流为:
当两个开关都闭合时,R被短路,100Ω和600Ω的电阻并联后再与300Ω电阻串联,根据串并联电路的规律可知此时通过电流表的电流为:
两种状态下电流表的示数相同,故有,解得:
现有一个灵敏电流计,它的满偏电流为Ig=1mA,内阻Rg=200Ω,若要将它改装成量程为3V的电压表,应______(填“串”或“并”)一个_________Ω的电阻,改装后的电压表测量电压时,指针指在表盘上原来0.6mA处,则被测电压的大小是_____V
正确答案
串;2800;1.8
试题分析: 若改装成电压表,则达最大量程时,串联电阻两端的电压U=Um-Ug=3V-0.05V=2.95V
则应串联的电阻R==2800Ω;指针指在表盘上原来0.6mA处,则被测电压的大小是U=I(R+Rg)=1.8V
(8分)如图所示的电路中,R1=9Ω,R2=30Ω,S闭合时,电压表V的示数为11.4V,电流表A的示数为0.2A,S断开时,电流表A的示数为0.3A,求:
(1)电阻R3的值;
(2)电源电动势E和内阻r的值。
正确答案
(1) (4分)(2)
V,
(4分)
试题分析:(1)由题意得U2=0.2,对电阻R1得到U1=U-U2=11.4-6=5.4V,
,
,
.
(2)由题意得:E=11.4+0.6r E=0.3 两式联立解得
V,
。
点评:本题要求学生熟练掌握串并联电路的电流、电压、电阻关系,能熟练运用闭合电路的欧姆定律的表达式。
把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电源电动势E="1.5" V.经改装后,若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置,则2 mA刻度处应标____________Ω,1 mA刻度处应标____________Ω.
正确答案
250; 1000
试题分析:据题意,将电流表改装成欧姆表,满偏电流3mA看成是0电阻位置,相当于此时待测电阻为0,内电阻设为r,则:,计算得
,当指针只在2mA时,测量电阻阻值设为R,则有:
,可以计算得R=250Ω;当指针指在1mA处时,同理可以计算得此时R=1000Ω。
有一只量程为10mA,内阻为3Ω的电流表,刻度盘共有60格。
(1)若把这个电流表改装成量程为15V的电压表,应怎样改装?
(2)用(1)中改装成的电压表测量电压时,表盘上指针偏转48格,则所测电压为多大?
正确答案
(1)1497Ω;(2)12V
试题分析: 根据欧姆定律应有:U=Ig(Rg+R),解得R=1497Ω
故若将其改装成量程为15V的电压表,需要串联一个1497Ω的电阻.
(2)改装后,表盘上指针偏转60格,电压是15V,所以表盘上指针偏转48格,则所测电压为=12V
(9分)
现有一块灵敏电流计A1,量程为200 μA,内阻约为1kΩ,要精确测出其内阻Rg,提供的器材有:
电流表A2(量程为1 mA,内阻r=50 Ω);
滑动变阻器R(阻值范围为0~30 Ω);
定值电阻R1(阻值R1=100 Ω);
定值电阻R2(阻值R2=3kΩ)
电源E(电动势约为4.5 V,内阻很小);
单刀单掷开关S一个,导线若干。
(1)请利用上述所有器材,设计出合理的、便于多次测量的实验电路图,并保证各电表的示数超过其量程的,将电路图画在题中的虚线框中。
(2)在所测量的数据中选一组,用测量量和已知量来计算G表的内阻,表达式为Rg=________,表达式中各符号表示的意义是___________________________________。
正确答案
(1)如图所示 (6分)(供电部分用分压电路给2分;测量部分知道把表改装且正确给2分;知道将当R2保护电阻使用给2分)
(2) (2分) I2表示
表的示数,I1表示
表的示数 (1分)
试题分析:(1)精确测量电阻,需要测量多组数据,因此,采用分压电路;A2的量程太小,须串联一定值电阻R1;把定值电阻R2当作保护电阻.电路图如图:
(2)由电路图知A2表和R1串联后与A1表并联,因此电压相等,即I1Rg=I2(R1+r),可得待测电表的内阻,其中,I2表示A2表的示数,I1表示A1表的示数,r示A2表内阻,R1表示定值电阻.
如下图所示电路,已知R3=4Ω,闭合电键,安培表读数为0.75A,伏特表读数为2V,经过一段时间,一个电阻被烧坏(断路),使安培表读数变为0.8A,伏特表读数变为3.2V,问:
小题1:哪个电阻发生断路故障?
小题2:R1的阻值是多少?
小题3:能否求出电源电动势E和内阻r?如果能,求出结果;如果不能,说明理由。
正确答案
小题1:R2断路
小题2:4Ω
小题3:4V 不能求出内阻
(1)伏特表和安培表有示数且增大,说明外电阻增大,故只能是R2被烧断路了(2分)
(2)(2分)
(3)因为UR3=I1R1-UR2=0.75×4V-2V=1V(1分)
所以(1分)
据闭合电路的欧姆定律有:
E=3.2+0.8(R4+r) (1分)
E=3+(0.25+0.75)(R4+r) (1分)
联立解得:R4+r=1Ω(1分),E=4V(1分)
故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r。
两只完全相同的电流表,分别改成一只电流表和一只电压表,一位同学不小心做实验时误将两只表串起来连接在电路中,则两只表的指针可能出现下列哪种现象 ( )
正确答案
D
试题分析:因两表串联,由串联电路的特点可知,通过两表的实际电流相同,电流表并联电阻后改装成大量程电流表,串联电阻后改装成电压表,由并联分流的特点可知,通过大量程电流表内电流计的电流比电压表的小得多,即电流表指针偏转比电压表小得多,所以只有D选项正确。
正确答案
V,
设电源电动势为E,内阻为r,则当S接通,R1、R2并联再与R3串联,电压表测R3两端的电压,所以
,即:
(2分) ①
当S断开, R2、R3串联,电压表测R3两端的电压,则:
,即:
(2分) ②
由①②式得:V,
。 (3分)
有一只量程为1mA的电流表,刻度盘共有50 格,若给它并联一个0.01Ω的电阻,可将它改装成一个量程为1A的电流表,若要将这个量程为1mA的电流表,改装成一个10V的电压表,应该______联一个 ________Ω的电阻。
正确答案
串联;9990欧姆。
试题分析:设电流表的内阻为RA,由于它并联一个0.01Ω的电阻后,量程变为1A,则该电阻中通过的电流为1A-0.001A=0.999A,故RA==9.99Ω;
当将其改装为10V的电压表时,10V的电压太大,故应该串联一个电阻使其分去一部分电压才行,设串联的电阻为R,则10V=0.001A×(R+9.99Ω),解之得R=9990Ω。
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