- 闭合电路欧姆定律
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如图所示电路中,电阻R1=R2=3Ω,R3=6Ω,S扳至1时,电流表的示数为1.5A,S扳至2时,电流表示数为2.25A,求:电源的电动势E和内阻r(电流表内阻不计).
正确答案
解析
解:根据闭合电路欧姆定律得:
当开关S接1时:E=I1(+R2+r)
当开关S接2时:E=I2[+r]
代入数据,得:
E=1.5(5+r)
E=2.25(3+r)
求解方程组,得:E=9.0V,r=1.0Ω
答:电源的电动势E为9V,内阻r为1Ω.
某小组做了以下的探究:找两节已经用过较长时间的干电池,放人手电筒里,发现小灯泡只能发出微弱的光.把两节干电池取出来,用电压表测出它们两端的电压,发现电压表示数略小于3V,再把它们作为一个台式电子钟的电源,电子钟却仍能正常工作.粗测电子钟的内电阻,发现其阻值达到几十千欧.结合上述信息和所学知识,请你判断下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、这两节干电池的电动势应该为3V,现在直接通过电压表示数很接近3V,可知,电动势几乎不变,故A错误;
B、两节干电池已经用了较长时间,使用时小灯泡只能发出很微弱的光,除电动势降低之外,电池的内阻增大,故B错误;
C、台式电子钟能正常工作是由于它的内阻比电池的内阻大得多,所以输出电压较高,从而能工作,故C错误;
D、由于电子钟的电阻较大,所以正常工作的电流较小,故D正确;
故选:D
如图所示,电阻R1=2Ω,小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样,电源内阻r=1Ω,滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知),当触头P滑动到最上端a时,电流表的读数为1A,小灯泡L恰好正常发光,电流表为理想电表,内阻不计,求:
(1)滑动变阻器R0的最大阻值;
(2)当触头P滑动到最下端b时,电源的总功率及输出功率.
正确答案
解析
解:(1)当触头P滑动到最上端a时,流过小灯泡L的电流为:
IL==
=0.5A
流过滑动变阻器的电流:I0=IA-IL=1A-0.5 A=0.5A
故:R0==
Ω=6Ω.
(2)电源电动势为:E=UL+IA(R1+r)=3V+1×(2+1)V=6V.
当触头P滑动到最下端b时,滑动变阻器和小灯泡均被短路.电路中总电流为:
I==
A=2A
故电源的总功率为:P总=EI=6×2W=12W
输出功率为:P出=EI-I2r=12-22×1=8W
答:(1)滑动变阻器R0的最大阻值为6Ω;
(2)当触头P滑动到最下端b时,电源的总功率及输出功率分别为12W和8W.
在如图所示的电路中,开关S闭合后当滑动变阻器R的滑片滑至最左端时电源恰好达到最大输出功率12.5W,滑至最右端时恰好使额定功率为8W、额定电压为4V的灯泡L正常发光(灯泡的电阻不变化).定值电阻R0=3Ω,平行板电容器的电容C=200μF.求:
(1)电源的电动势E和滑动变阻器的总阻值R;
(2)滑动变阻器的滑片由最左端缓慢滑至最右端的过程中通过R0的电荷量.
正确答案
解析
解:(1)R灯==
=2Ω
滑片滑至最左端时有灯泡的电阻R灯=r ①
电源最大输出功率:Pmax=,得 E=
=
V=10V
滑片滑至最右端时有:
灯泡的额定电压 U灯=I灯R灯
则 I灯==
A=2A
根据闭合电路欧姆定律得:E=I灯(r+R+R灯)
可得:R=1Ω
(2)滑片滑至最左端时有
电容器极板间电压U1==5V
滑片滑至最右端时有电容器极板间电压:U2=E-I灯r=6V
通过R0的电荷量Q=C(U2-U1)=2×10-4C
答:
(1)电源的电动势E为10V,滑动变阻器的总阻值R为1Ω;
(2)滑动变阻器的滑片由最左端缓慢滑至最右端的过程中通过R0的电荷量为2×10-4C.
在如图所示的电路中,R1=2Ω,R2=4Ω,R3=12Ω,当电键K接a时,电压表的示数为4V,当电键K接b时,电压表示数为4.5V,试求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)当电键K接c时,通过R2的电流.
(3)断开电键K,在ac之间接一只理想电流表,则电流表的示数多大?
正确答案
解析
解:(1)K接a时,R1被短路,外电阻为R2,I1==
A=1A
K接a时,有E=U1+I1r
代入得:E=4+r ①
K接b时,R1和R2串联,R外=R1+R2=2Ω+4Ω=6Ω
通过电源电流I2==
A=0.75A
这时有:E=U2+I2r
代入得:E=4.5+0.75r ②
由①②解得:E=6V,r=2Ω
(2)当K接c时,R2、R3并联,R23=3Ω
R总=R1+r+R23=2+2+=7(Ω)
总电流 I3==
A
通过R2的电流 I2=I3=
×
A=
A
(3)断开电键K,在ac之间接一只理想电流表,则R1与R3串联后与R3并联.
R外==
Ω=4Ω
总电流 I4==
A=1A 则电流表的示数为 IA=
I4=
×1A=
A
答:
(1)电源的电动势为6V,内电阻为2Ω;
(2)当电键K接c时,通过R2的电流为A.
(3)断开电键K,在ac之间接一只理想电流表,则电流表的示数为A.
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