- 闭合电路欧姆定律
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如图所示,A、B间接一恒定的电压U=24V,R1=10Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω
求:(1)在a、b间接入一只理想电压表,它的读数是多少?
(2)在a、b间接入一只理想电流表,它的读数是多少?
正确答案
解析
解:(1)R2、R3串联后电阻为R串=R2+R3=4Ω+6Ω=10Ω,R串与R1并联后电阻为R分==5Ω,再与R4串联后总电阻为R总=R分+R4=5Ω+3Ω=8Ω,
此时电路电流I总==
=3A
R4两端的电压U4=I总R4=3A×3Ω=9V,
所以R2、R3串联后两端的电压为U串=U-U4=24V-9V=15V,
R2、R3串联后电流I分==
=1.5A,
R3两端的电压为U3=I分R3=1.5A×6Ω=9V,
电阻R3、R4两端的电压之和也就是电压表的示数U分=U3+U4=9V+9V=18V.
(2)通过电阻R2的电流I2==6A,
R3、R4并联后电阻为R并==2Ω,再与R1串联后总电阻为R串=R1+R并=10Ω+2Ω=12Ω,此时这段电路的电流为I1=
=
=2A,
所以通过通过R1的电流为2A,R3两端的电压为U3=I1R并=2A×2Ω=4V,通过R3的电流为I3==
=0.67A
所以电流表的示数为I=I2+I3=6A+0.67A=6.67A.
答:(1)在a、b间接入一只理想电压表,它的读数是18V.
(2)在a、b间接入一只理想电流表,它的读数是6.67A.
如图所示,R1为定值电阻,R2是负温度系数电阻的热敏电阻,L为小灯泡,当温度下降时,( )
正确答案
解析
解:A、R2增大,并联部分电阻增大,总电阻增大,总电流减小,R1电压减小.故A错误.
B、电流表的示数减小,故B错误.
C、D灯泡的电压U=E-I(R1+r),增大,灯泡变亮.故C正确,D错误.
故选C
如图所示,已知R1=2Ω,R2=5Ω,灯L标有“3V,1.5W”,电源内阻r=1Ω,滑线变阻器最
大值为Rx,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)当滑片P滑到最左端B时,电流表读数.
(2)当滑线变阻器PB段上的电阻为时,变阻器上消耗的功率.
一同学的部分解法如下
解:灯L的电阻RL ==
=6Ω
灯L和(Rx+R2)并联,并联电阻为:R∥=(1)
由RL•IA=(Rx+R2)•I2(IA、I2分别为通过电流表和R2的电流)
I2=(2)
流过电源的电流为I=IA+I2 (3)
问:此部分解法正确否?如正确,则继续解出最后结果;如不正确,则说明错在何处,纠正后继续解出最后结果.
正确答案
解析
解:当P滑到A时,等效电路图如下:
R2被电流表A短路.
由于灯正常发光,灯L的电阻为
通过灯L的电流为
∵总电流为1A.
∴通过变阻器的电流Ix=0.5A
即Rx==
Ω=6Ω
电源的电动势为 =1×(2+1+3)=6V.
一同学的解法得出Rl=6m是对的
错在R2已被A短路,它没有看出.
正确解法是:
当P→B时,电图如下:当滑片P滑到最左端B时,灯L被短路,变阻器和电阻R2被电流表短路,电流表读数为I==
A=2A
(2)如图:
=
U=I总•R并=1.2×2=2.4V
故变阻器上消耗的功率.=1.92(W)
答:(1)一同学的解法得出Rl=6m是对的,错在R2已被A短路,它没有看出.当滑片P滑到最左端B时,电流表读数是2A.
(2)当滑线变阻器PB段上的电阻为时,变阻器上消耗的功率是1.92W.
在如图所示的电路中,电源提供的电压U=20V保持不变,R1=10Ω,R2=15Ω,R3=30Ω,R4=5Ω,电容器的电容C=100μF,求:
(1)开关S闭合前,电容器所带的电荷量;
(2)闭合开关S后流过R3的总电荷量.
正确答案
解析
解:(1)闭合电键K之前,R1与电源形成闭合回路,根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流为:
I1==
=2A
电容器的电压等于R1的电压为:UC=I1R1=2×10V=20V
所以电容器带电量为:Q1=CUC=20×10-4C=2×10-3C
根据电流的方向可知,电容器上极板电势高,带正电,下极板电势低,带负电.
(2)闭合电键K后,R2和R4串联后与R1并联,R3上没有电流流过,C两端电压等于R4的电压.
U′C==
V=5V
则得电容器的带电量为:Q2=CUC′=5×10-4C.
因为U1>U2,外电路中顺着电流方向电势降低,可知电容器上极板的电势高,带正电,下极板的电势低,带负电.
所以闭合电键K后,通过电阻R3的总电量为:Q=Q1-Q2=1.5×10-3C.
答:(1)闭合电键K之前,电容器带电量为2×10-3C.
(2)闭合电键K后,通过电阻R3的总电量是1.5×10-3C.
如图(a)的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.闭合电键S后,调节滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片从左滑向右的过程中,两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b).则滑动变阻器的最大阻值为______Ω,滑动变阻器消耗的最大功率为______W.
正确答案
20
0.9
解析
解:当滑动变阻器的滑片从左滑向右的过程中,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流减小,R1两端的电压减小,R2两端的电压增大.由上分析可知图线甲是电压表V2的示数图象,图线乙是电压表V1的示数图象
图线乙的斜率等于R1的阻值,所以有:R1==
Ω=5Ω
由U2=E-I(R1+r)可图线甲的斜率大小等于电源的内阻与R1之和,则电源的内阻为:r=-R1=
-5=5Ω
当I=0.2A时,U2=4V,则有:E=U2+I(R1+r)=4+0.2×10=6V
由图知,当滑动变阻器全部接入时,电路中电流为I=0.2A,电压表V1示数为U1=1V,V2的示数为U2=4V,
R2==
Ω=20Ω
将电阻R1看成电源的内阻,当R2=R1+r=10Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大.则滑动变阻器消耗的最大功率为:
Pm==
W=0.9W
故答案为:20,0.9
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