- 闭合电路欧姆定律
- 共6987题
如图的电路中,电池组的电动势ɛ=30伏特,电阻R2=10欧姆,两个水平放置的带电金属板间的距离d=15厘米.在金属板间的匀强电场中,有一质量为m=7×10-5克带电量q=-5×10-10库仑的油滴,当把可变电阻器R3的阻值调到35欧姆接入电路时,带电油滴恰好静止悬浮在电场中,此时安培表示数I=1.5安培,试g=10m/s2求:
(1)两金属板间的电场强度;
(2)B点的电势;
(3)电阻R1通电10秒钟产生的热量;
(4)要使电池组的输出功率为62.5瓦特,应把R3的阻值调到多大?
正确答案
解析
解:(1)由油滴受力平衡有,mg=qE,得到E=
代入解得,E=1400N/C
(2)电容器的电压U3=Ed=1400×1.5×10-2V=21V,流过R3的电流 I3==
A=0.6A,
B点与零电势点间的电势差 U1=I3(R2+R3)=27V,
由于B点的电势大于零,则电路中节点B的电势 φB=27V.
(3)流过R1的电流I1=I-I3=1.5A-0.6A=0.9A,电阻R1在10s内产生热量 Q=U3I1t=243J
(4)根据闭合电路欧姆定律得,电源的内阻 r==
Ω=2Ω.R1=
=30Ω.
由P出=EI′-I′2r得,
62.5=30I′-2I′2
解得,I′=2.5A
由I′=,代入解得,R=10Ω
又R=
代入解得,R3′=5Ω
答:
(1)金属板间电场强度为1400N/C.
(2)电路中节点B的电势UB=27V.
(3)电阻R1在10s内产生热量为243J.
(4)要使电池组输出功率为62.5W,应把变阻器R3调至阻值5Ω.
压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,张明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同定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动的过程中,电流表示数如图(b)所示,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从0到t1时间内,由图看出,电流不变,则电阻不变,说明压敏电阻不受压力或所受压力不变,则小车可能向右做匀加速直线运动.故A正确.
B、从t1到t2时间内,由图看出,电流增大,电阻变小,说明压敏电阻受到的压力逐渐增大,小车可能做加速度增大的变加速运动,不可能做匀加速运动.故B错误.
C、D、若当小车做匀速直线运动时,水平方向的压力不变,活动的绝缘球对压敏电阻的压力不变,压敏电阻的阻值也不变,但由于这段时间内的电流大于0到t1时间内的电流,说明压敏电阻小于0到t1时间内的电阻,压敏电阻所受的压力增大.在0到t1时间内小车可能做匀速直线运动,则在这段时间内小车不可能做匀速直线运动,而匀加速直线运动.故C错误,D正确.
故选AD
某同学设计的可调电源电路如图(a)所示,E=3V为无内阻的理想电源,R0=3Ω为保护电阻,滑动变阻器的全电阻R=6Ω,P为滑片位于图示位置,闭合电键S.
①用理想电压表测量A、P间的电压;将电压表调零,选择合理的档位,示数如图 (b),电压值为______V.
②用理想电流表代替电压表接入相同位置,测得电流约为______A.(此问结果保留两位有效数字).
③若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,存在______的风险(填“断路”或“短路”).
正确答案
解析
解:①由题,电压表选择的量程应为0-3V,其最小分度为0.1V,则图b中电压值为1.30V.
②设变阻器触头左侧的电阻为R′,则 电压表的读数为 U=E
解得 R′=(R+R0)=
×(6+3)=3.9Ω,
用理想电流表代替电压表接入相同位置,由欧姆定律得:I==
≈0.59A;
③若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,滑片移到B端时存在短路的可能.
故答案为:
①1.30;②0.59;③短路.
图中平行金属板中带电质点P处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时( )
正确答案
解析
解:当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,其接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析干路电流I增大.电容器板间电压等于R3的电压.R4减小,AB间并联部分的总电阻减小,R3的电压减小,板间场强减小,所以质点P将向下运动.流过电流表的电流IA=I-I3,I增大,I3减小,则IA增大,所以电流表读数增大.R4的电压U4=U3-U2,U3减小,U2增大,则U4减小,所以电压表读数减小.R4上消耗的功率这P=U4IA,U4减小,IA增大,功率可能先增加后减小.
故选C.
在如图所示的电路中,电源的电动势为ε,内电阻为r,R1、R2为两个阻值固定的电阻,当可变电阻R的滑片向下移动时,安培表的示数I和伏特表的示数U将( )
正确答案
解析
解:当R的滑动触头P向下移动时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知总电流I总增大.电压表测量路端电压U,而U=E-I总r,I总增大,E、r不变,则U变小.
设变阻器两端电压为U′,则U′=E-I总(R1+r),I总增大,其他量不变,则U′变小,R2的电流变小,而I总增大,电流表的示数I变大.故B正确.
故选B
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