- 闭合电路欧姆定律
- 共6987题
如图所示,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器.3个电阻采用如图(a)方式接在电源上,已知R1=4Ω、R2=10Ω.现利用电压传感器(相当于电压表)和电流传感器(相当于电流表)研究R3上的电压与电流变化关系,任意滑动R3上的滑片,通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后,在屏幕上得到的U-I图象为如图(b)所示的一条直线(实线部分).试求:
(1)电源的电动势和内电阻
(2)R3的最大阻值
(3)R3消耗的最大功率.
正确答案
解析
解:
(1)由图,当U=0时,I=1.5A,此时R3阻值为零,
有I=,代入得到 1.5=
根据图线,若R3无限地变化,电压6V的时候电流为0,此时R3视为断路
有=
由以上两式可得 E=10V,r=Ω
(2)根据图线和电路图的动态变化判断,R3可获得的最大电压是4V,此时R3最大
=
代入解得 R3=8Ω
(3)R3消耗的功率P=IU=(6-I)I=6I-4I2
得:当I=0.75A时,功率最大
P3m=6×0.75-4×0.752=2.25W
答:(1)电源的电动势和内电阻分别为10V和Ω;
(2)R3的最大阻值8Ω;
(3)R3消耗的最大功率是2.25W.
如图,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器电阻为R,开关闭合.两平行极板间有匀强磁场,一带电粒子正好以速度v匀速穿过两板.以下说法正确的是(忽略带电粒子的重力)( )
正确答案
解析
解:A、开关闭合,将滑片P向上滑动一点,两板间电压变小,若粒子带负电,电场力方向向上,大小F=q减小,粒子有可能从下极板边缘射出.故A正确.
B、开关闭合,将滑片P向下滑动一点,两板间电压变大,若粒子带正电,电场力方向向下,大小F=q增大,粒子将可能从下极板边缘射出.故B正确.
C、开关闭合,a板下移,板间场强E=,U不变,d变小,E变大,电场力F=qE变大,与洛伦兹力不平衡,粒子将不再沿直线运动.故C错误.
D、将开关断开,电容器放电,电场消失,粒子不再将直线运动.故D错误.
故选AB
如图所示,R1=20Ω,R2=30Ω,C1=50μF,C2=100μF,ab间电压恒定不变,当电键k闭合时电流表的示数为I=2A,求:
①电键闭合时电容器C1、C2的电压U1、U2分别为多大?
②电键断开时电容器C1、C2所带电量Q1、Q2分别为多大?
正确答案
解析
解:①电键闭合时,两电阻串联,则C1、C2的电压分别等于电阻R1、R2的电压,则有
U1=IR1=2×20V=40V
U2=IR2=2×30V=60V
②电源中没有电流,电容器C1、C2的电压均等于a、b间的电压,都是均等于a、b间的电压Uab=U1+U2=100V.
则
Q1=C1U1=50×10-6×100C=5×10-3C
答:
①电键闭合时电容器C1、C2的电压U1、U2分别为40V和60V.
②电键断开时电容器C1、C2所带电量Q1、Q2分别为5×10-3C和1×10-2C.
如图,电阻R1=14Ω,R2=5Ω,当电键S1闭合S2断开时,电压表示数为2.8V,当电键S2闭合S1断开时,电压表示数为2.5V.
(1)求电源电动势和内阻;
(2)若电键S1和S2同时闭合,则电压表示数是多大?(保留3位有效数字)
正确答案
解析
解:(1)根据闭合电路欧姆定律得:
当电键S1闭合S2断开时有:E=U1+
当电键S2闭合S1断开时有:E=U2+
代入数据解得:E=3V,r=1Ω
(2)根据闭合电路欧姆定律得:
E=U3+
其中R12是R1 和R2的并联值,即 =
由以上两式代入数据解得:U3=2.36V
答:(1)电源电动势为3V,内阻为1Ω;
(2)若电键S1和S2同时闭合,则电压表示数是2.36V.
有一种测量人体重的电子秤,其原理图如图中的虚线所示,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆AOB、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(其实质是电流表).其中AO:BO=5:1.已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示:
设踏板的杠杆组件的质量不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.68V,则:
(1)利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式;______
(2)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘______毫安处?
(3)如果某人站在踏板上,电流表刻度盘示数为20mA,这个人的体重是______N?(F体重×OB=F×AB)
正确答案
300-0.6F
15.6mA
660N
解析
解:(1)由表中数据可以看出,电阻随着压力的增加而均匀减小,设表达式为:R=kF+b
代入数据得到:
300=b
270=50k+b
解得
b=300
k=-0.6
故表达式为:R=300-0.6F
故答案为:300-0.6F.
(2)当压力为零时,电阻为300Ω,根据欧姆定律得:
故答案为:15.6mA.
(3)当电流表刻度盘示数为20mA时,根据欧姆定律得到R=,根据R=300-0.6F,得到F=110Ω;
根据杠杆平衡原理,有:F•A0=G•OB,解得G==550N
故答案为:550N.
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