- 闭合电路欧姆定律
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在如图所示的电路中,两个灯泡均发光,当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,则( )
正确答案
解析
解:
A、B当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,变阻器接入电路的电阻增大,根据全电路欧姆定律得知,总电流I变小,A灯的电压UA=E-I(R1+r),I变小,UA变大,A灯变亮.流过B的电流IB=I-I2,I变小,I2变大,则IB变小,B灯变暗.故A正确,B错误.
C、由于外电阻与电源的内阻大小关系未知,无法判断电源的输出功率如何变化.故C错误.
D、电源的工作效率η==
,外电路总电阻R增大,电源的工作效率增大.故D错误.
故选A
如图所示的电路中,电压表都看做理想电表,电源内阻为r.闭合电键S,当把滑动变阻器的滑片P向b端移动时( )
正确答案
解析
解:A、B、图中电阻R2与R3并联后再与R1串联;在滑动头P自a端向b端滑动的过程中,R3接入电路的电阻增加,电路的总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律,电路的总电流I减小;路端电压U=E-Ir,则U变大,电压表V1的示数变大;并联部分电压U并=E-I(r+R1),I减小,U并变大,电压表V2的示数变大,故A、B错误;
C、D、根据欧姆定律,有:U=IR1+U并,由于U、U并变大,IR1变小,故路端电压变化小于并联部分电压,即电压表V1的示数变化量小于V2的示数变化量,故C正确,D错误;
故选:C.
如图所示,图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图,箱内的电阻R1=20kΩ,R2=10kΩ,R3=40kΩ,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示,当a、b端电压Uab<0时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高;当Uab>0时,电压鉴别器使S断开,停止加热.则恒温箱内的温度大约恒定在( )
正确答案
解析
解:ab间的电压等于电阻R1、R3或R2、Rt的电压之差,当即Rt=20kΩ时,Uab=0,此时t=35℃.
故选B
如图所示的电路,电源电动势ε=6伏,内阻r=1欧,R1=10欧,R2=6欧,电表均为理想电表.
(1)K闭合时,电压表读数为5伏,电流表读数为0.25安,求此时滑线变阻器上消耗的功率.
(2)K断开时,求电源上通过的电流变化范围.
正确答案
解析
解:(1)K闭合时,设通过R1、R2的电流分别为I1、I2,通过变阻器左侧和右侧的电流分别为Ia、Ib.变阻器左侧和右侧的电压分别为Ua、Ub.干路电流为I.
根据闭合电路欧姆定律得:I==
a=1A
I1==
A=0.5A
则得:Ia=I-I1-IA=1-0.5-0.25=0.25(A)
Ua=IAR2=0.25×6V=1.5V
Ub=U-Ua=5V-1.5V=3.5V
Ib=IA+Ia=0.25A+0.25A=0.5A
所以此时滑线变阻器上消耗的功率为 P=UaIa+UbIb=1.5×0.25+3.5×0.5=2.125(W);
(2)由上可得:变阻器总电阻为 R3=+
=
+
=13(Ω)
K断开时,当滑片移到a端时通过电源的电流最小,为Imin==
A=
A;
当滑片移到b端时通过电源的电流最大.
外电路总电阻为R==
=
Ω
则Imax==
A≈1.2A
所以电源上通过的电流变化范围是 A≤I≤1.2A.
答:
(1)此时滑线变阻器上消耗的功率为2.125W.
(2)电源上通过的电流变化范围是 A≤I≤1.2A.
如图所示是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块(即实验用弹丸).滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=2.5×10-6 T/A.已知两导轨内侧间距l=1.5cm,滑块的质量m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s(此过程视为匀加速直线运动).
(1)求发射过程中电源提供的电流强度.
(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?
正确答案
解析
解:(1)由匀加速运动公式 a==9×105m/s2
由安培力公式和牛顿第二定律,有
F=IBl=kI2l
F=ma
因此
I==8.5×105A
即发射过程中电源提供的电流强度为8.5×105A.
(2)滑块获得的动能是电源输出能量的4%,即:P△t×4%=mv2
发射过程中电源供电时间
△t==
×10-2s
因而,所需的电源输出功率为
P==1.0×109W
由功率P=IU,解得输出电压:
U==1.2×103V
即发射过程中电源的输出功率为1.0×109W、输出电压为1.2×103V.
答:(1)发射过程中电源提供的电流强度为8.5×105A.(2)发射过程中电源的输出功率为1.0×109W、输出电压为1.2×103V.
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