超级牛逼的恒定电流典型例题(赞)
高中物理 第07章 恒定电流 典型例题(含答案)【经典】
第七章 恒定电流基本公式:I =q t ; I =U R ; I =neSv . R =ρl S W 电=qU =IUt Q 热=I 2Rt. I =E R +r知识点一:电流的计算、电阻定律、电功(率)与热量(热功率)的计算与区别、欧姆定律、U-I 图像1.(单选)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3 s ,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80 μs ,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V ,云地间距离约为1 km ;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ,闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是( ).答案 ACA .闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB .整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC .闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD .整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J2.(单选)有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝,长度之比为l 1∶l 2=1∶5,横截面积之比为S 1∶S 2=2∶3,电阻之比为R 1∶R 2=2∶5,外加电压之比为U 1∶U 2=1∶2,则它们的电阻率之比为( ). 答案 BA .2∶3B .4∶3C .3∶4D .8∶33、(单选)两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( ). 答案 CA .1∶4B .1∶8C .1∶16D .16∶14.(单选)用电器距离电源为L ,线路上的电流为I ,为使在线路上的电压降不超过U ,已知输电线的电阻率为ρ.那么,输电线的横截面积的最小值为( ).答案 BA .ρL /RB .2ρLI /UC .U /(ρLI )D .2UL /(I ρ)5.(单选)欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律.有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a 、b 、c ,且a >b >c .电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是( ).答案 A6、(单选)额定电压都是110 V ,额定功率P A =100 W ,P B =40 W 的电灯两盏,若接入电压是220 V 的下列电路上,则使两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗的电功率最小的电路是( ). 答案 C7.(单选)R 1和R 2分别标有“2 Ω,1.0 A”和“4 Ω,0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图7-1-6所示,则此电路中允许消耗的最大功率为( ).答案 AA .1.5 WB .3.0 WC .5.0 WD .6.0 W8.(单选)功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60 W 的白炽灯,均用10 W 的LED 灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近( ).答案 BA .8×108 kW·hB .8×1010 kW·hC .8×1011 kW·hD .8×1013 kW·h9.(单选)当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C ,消耗的电能为0.9 J .为在相同时间内使0.6 C 的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( ).答案 DA .3 V 1.8 JB .3 V 3.6 JC .6 V 1.8 JD .6 V 3.6 J10.(多选)如图所示是电阻R 的I -U 图象,图中α=45°,由此得出( ).A .通过电阻的电流与两端电压成正比B .电阻R =0.5 Ω 答案 ADC .因I -U 图象的斜率表示电阻的倒数,故R =1/tan α=1.0 ΩD .在R 两端加上6.0 V 的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C11.(单选)某种材料的导体,其I-U图象如图所示,图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角.下列说法正确的是().答案 AA.导体的电功率随电压U的增大而增大B.导体的电阻随电压U的增大而增大C.在A点,导体的电阻为tan αD.在A点,导体的电阻为tan β12.(多选)如图所示,图线1表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是().答案ACA.R1∶R2=1∶3B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2C.将R1与R2串联后接于电源上,则功率之比P1∶P2=1∶3D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶313、(单选)在如图电路中,电源电动势为12 V,电源内阻为1.0 Ω,电路中的电阻R0为1.5 Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω.闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0 A.则以下判断中正确的是( ).A.电动机的输出功率为14 WB.电动机两端的电压为7.0 V 答案BC.电动机的发热功率为4.0 WD.电源输出的电功率为24 W14.(多选)如图所示,用输出电压为1.4 V,输电电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍-氢电池充电.下列说法正确的是().答案ABA.电能转化为化学能的功率为0.12 W B.充电器输出的电功率为0.14 WC.充电时,电池消耗的热功率为0.12 W D.充电器把0.14 W的功率储存在电池内15.(单选)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A,通过洗衣机电动机的电流是0.50 A,下列说法中正确的是().A.电饭煲的电阻为44 Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω答案CB.电饭煲消耗的电功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍16、(单选)如图所示,电源电动势E=8 V,内阻为r=0.5 Ω,“3 V,3 W”的灯泡L与电动机M串联接在电=1.5 Ω.下列说源上,灯泡刚好正常发光,电动机刚好正常工作,电动机的线圈电阻R法中正确的是().答案DA.通过电动机的电流为1.6 A B.电源的输出功率是8 WC.电动机消耗的电功率为3 W D.电动机的输出功率为3 W17、有一提升重物的直流电动机,工作时电路如图7-1-4所示,内阻为r=0.6 Ω,R=10 Ω,直流电压为U=160 V,电压表两端的示数为110 V,则通过电动机的电流是多少?电动机的输入功率为多少?电动机在1 h内产生的热量是多少?答案 5 A550 W 5.4×104 J18.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=160 V,电压表示数U V=110 V.试求:(1)通过电动机的电流;答案(1)5 A(2)550 W(3)53 kg(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?(g取10 m/s2)19.四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一.某地要把河水抽高20 m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380 V,此时输入电动机的电功率为19 kW,电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m3,重力加速度取10 m/s2.求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度).答案(1)1×103 W(2)2×104 s知识点二:闭合电路的欧姆定律、输出功率、效率、电源的U-I图像1.(单选)将一电源电动势为E,内电阻为r的电池与外电路连接,构成一个闭合电路,用R表示外电路电阻,I表示电路的总电流,下列说法正确的是().答案CA.由U外=IR可知,外电压随I的增大而增大B.由U内=Ir可知,电源两端的电压随I的增大而增大C.由U=E-Ir可知,电源输出电压随输出电流I的增大而减小D.由P=IU可知,电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大2.(多选)一个T形电路如图7-2-1所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则().答案ACA.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 ΩB.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 ΩC.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 VD.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V3.(单选)图所示的电路中,R1=20 Ω,R2=40 Ω,R3=60 Ω,R4=40 Ω,R5=4 Ω,下面说法中,正确的是().A.若U AB=140 V,C、D端开路,U CD=84 V 答案DB.若U AB=140 V,C、D端开路,U CD=140 VC.若U CD=104 V,A、B端开路,U AB=84 VD.若U CD=104 V,A、B端开路,U AB=60 V4.(多选)如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=4 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω.若在C、D间连接一个电表或用电器,则有().答案ADA.若在C、D间连一个理想电压表,其读数是6 VB.若在C、D间连一个理想电压表,其读数是8 VC.若在C、D间连一个理想电流表,其读数是2 AD.若在C、D间连一个“6 V,3 W”的小灯泡,则小灯泡的实际功率是1.33 W5、(单选)如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=3 Ω,R0=1 Ω,直流电动机内阻R0′=1 Ω,当调节滑动变阻器R时可使甲电路输出功率最大,调节R2时可使乙电路输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2 W),则R1和R2的值分别为().答案BA.2 Ω,2 ΩB.2 Ω,1.5 ΩC.1.5 Ω,1.5 ΩD.1.5 Ω,2 Ω6、(多选)如图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B和C分别为电阻R、R2的U-I图线,用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时,电源的输出功率分别为P1、P2,电源的效率分别为η1、η2,则().答案BCA.P1>P2B.P1=P2C.η1>η2D.η1<η27.(多选)如图所示为两电源的U -I 图象,则下列说法正确的是( ).答案 ADA .电源①的电动势和内阻均比电源②大B .当外接同样的电阻时,两电源的输出功率可能相等C .当外接同样的电阻时,两电源的效率可能相等D .不论外接多大的相同电阻,电源①的输出功率总比电源②的输出功率大8.(多选)如图,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象,则下列说法正确的是( ).A .电源的电动势为50 VB .电源的内阻为253 Ω 答案 ACDC .电流为2.5 A 时,外电路的电阻为15 ΩD .输出功率为120 W 时,输出电压是30 V9.(多选)如图所示,直线a 、抛物线b 和曲线c 分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P 、电源内部发热功率Pr 、输出功率P R 随电流I 变化的图象,根据图象可知( ).答案 BDA .电源的电动势为9 V ,内阻为3 ΩB .电源的电动势为3 V ,内阻为1 ΩC .图象中任意电流值对应的P 、P r 、P R 间的关系为P >P r +P RD .电路中的总电阻为2 Ω时,外电阻上消耗的功率最大且为2.25 W10. (多选)如图甲所示,其中R 两端电压u 随通过该电阻的直流电流I 的变化关系如图乙所示,电源电动势为7.0 V(内阻不计),且R1=1 000 Ω(不随温度变化).若改变R 2,使AB 与BC 间的电压相等,这时( ).答案 BCA .R 的阻值为1 000 ΩB .R 的阻值为1 300 ΩC .通过R 的电流为1.5 mAD .通过R 的电流为2.0 mA11、如图所示,已知电源电动势E =5 V ,内阻r =2 Ω,定值电阻R 1=0.5 Ω,滑动变阻器R 2的阻值范围为0~10 Ω. 答案 (1)0 2 W (2)2.5 Ω 2.5 W (3)1.5 Ω(1)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻R 1消耗的功率最大?最大功率是多少?(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少?(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?最大输出功率是多少?12.(单选)用图示的电路可以测量电阻的阻值.图中R x 是待测电阻,R 0是定值电阻,是灵敏度很高的电流表,MN 是一段均匀的电阻丝.闭合开关,改变滑动头P 的位置,当通过电流表的电流为零时,测得MP =l 1,PN =l 2,则R x 的阻值为( ).答案 C A.l 1l 2R 0 B.l 1l 1+l 2R 0 C.l 2l 1R 0 D.l 2l 1+l 2R 0 13、(多选)图所示,电动势为E 、内阻为r 的电池与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,已知R 0=r ,滑动变阻器的最大阻值是2r .当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动时,下列说法中正确的是( ).答案 ACA .电路中的电流变大B .电源的输出功率先变大后变小C .滑动变阻器消耗的功率变小D .定值电阻R 0上消耗的功率先变大后变小14.(多选)直流电路如图,在滑动变阻器的滑片P 向右移动时,电源的( ).答案 ABCA .总功率一定减小B .效率一定增大C .内部损耗功率一定减小D .输出功率一定先增大后减小15.(单选)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U 为路端电压,I 为干路电流,a 、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( ).答案 DA.34、14B.13、23C.12、12D.23、13知识点三:电路的动态分析、电路故障分析、含容电路分析1、(多选)图所示的电路,L 1、L2、L 3是3只小电灯,R 是滑动变阻器,开始时,它的滑片P 位于中点位置.当S 闭合时,3只小电灯都发光.现使滑动变阻器的滑片P 向右移动时,则小电灯L 1、L 2、L 3的变化情况( ). 答案 BCA .L 1变亮B .L 2变亮C .L 3变暗D .L 1、L 2、L 3均变亮2.(单选)如图,E 为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R 3为定值电阻,S 0、S 为开关,与分别为电压表与电流表.初始时S 0与S 均闭合,现将S 断开,则( ).答案 BA.的读数变大,的读数变小B.的读数变大,的读数变大C.的读数变小,的读数变小D.的读数变小,的读数变大3.(单选)在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图7-2-5所示.M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻R M 发生变化,导致S 两端电压U 增大,装置发出警报,此时( ).答案 CA .R M 变大,且R 越大,U 增大越明显B .R M 变大,且R 越小,U 增大越明显C .R M 变小,且R 越大,U 增大越明显D .R M 变小,且R 越小,U 增大越明显4.(多选)如图所示电路, 电源电动势为E ,串联的固定电阻为R 2,滑动变阻器的总电阻为R 1,电阻大小关系为R 1=R 2=r ,则在滑动触头从a 端移动到b 端的过程中,下列描述中正确的是( ).答案 ABA .电路中的总电流先减小后增大B .电路的路端电压先增大后减小C .电源的输出功率先增大后减小D .滑动变阻器R 1上消耗的功率先减小后增大5.(多选)如图所示,闭合开关S 后,A 灯与B 灯均发光,当滑动变阻器的滑片P 向左滑动时,以下说法中正确的是( ).答案 ACA .A 灯变亮B .B 灯变亮C .电源的输出功率可能减小D .电源的总功率增大6.(单选)如图所示电路,电源内阻不可忽略.开关S 闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( ).答案 AA .电压表与电流表的示数都减小B .电压表与电流表的示数都增大C .电压表的示数增大,电流表的示数减小D .电压表的示数减小,电流表的示数增大7.(单选)在如图7-2-15所示的电路中,E 为电源,其内阻为r ,L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R 1、R2为定值电阻,R 3为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V 为理想电压表.若将照射R 3的光的强度减弱,则( ). 答案 BA .电压表的示数变大B .小灯泡消耗的功率变小C .通过R 2的电流变小D .电源内阻的电压变大8.(多选)如图所示,四个电表均为理想电表,当滑动变阻器的滑动触头P向左端移动时,下列说法中正确的是().答案BCA.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小的读数减小,电流表A2的读数增大C.电压表VD.电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小9.(多选)在如图所示的电路中,E为电源的电动势,r为电源的内阻,R1、R2为可变电阻.在下列操作中,可以使灯泡L变暗的是().答案ADA.仅使R1的阻值增大B.仅使R1的阻值减小C.仅使R2的阻值增大D.仅使R2的阻值减小10.(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当电键闭合后,两小灯泡均能发光.在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中,下列说法正确的是().答案BC A.小灯泡L、L2均变暗B.小灯泡L1变亮,小灯泡L2变暗C.电流表A的读数变小,电压表V的读数变大D.电流表A的读数变大,电压表V的读数变小11.(单选)如图所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是().答案 DA.R1短路B.R2断路C.R2短路D.R3短路12.(多选)在如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,则出现这种现象的原因可能是().答案ABA.电阻R1短路B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器C断路13.(单选)如图所示,C为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S,当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态.要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是().答案AA.把R2的滑片向左移动B.把R2的滑片向右移动C.把R1的滑片向左移动D.把开关S断开14.(单选)在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,R1和R2为定值电阻,P为滑动变阻器R的滑动触头,G为灵敏电流表,A为理想电流表.开关S闭合后,C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态.在P向上移动的过程中,下列说法正确的是().答案BA.A表的示数变大B.油滴向上加速运动C.G中有由a→b的电流D.电源的输出功率一定变大15、(多选)在如图所示的电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列比值正确的是( ) 答案:ACDA.U1/I不变,ΔU1/ΔI不变B.U2/I不变,ΔU2/ΔI变大C.U2/I变大,ΔU2/ΔI不变D.U3/I变大,ΔU3/ΔI不变16、(单选)如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时()A.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数变大答案:AB.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数变小C.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数先变小后变大D.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数先变大后变小。
恒定电流经典例题
第二章 恒定电流经典例题典型例题1——电流的计算例:某电解池,如果在1秒钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过面积为0.1米2的某截面,那么通过这个截面的电流强度是( )(A)0安培; (B)0.8安培; (C)1.6安培; (D)3.2安培。
【课堂练习】有一横截面积为S 的铜导线,流经其中的电流为I ,设每单位体积的导线有n 个自由电子,电子电量为e ,此时电子的定向转动速度为υ,在△t 时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )A .n υS △tB .n υ△tC .I △t/eD .I △t/(Se)典型例题2——关于白炽灯使用实际伏安特性曲线一个标有“220V ,60W ”的白炽灯泡,加上的电压U 由零逐渐增大到220V ,在此过程中电压U 和电流I 的关系可用图线表示,在留给出的四个图中,肯定不符合实际情况的是( )典型例题3——关于电流表的改装有一只满偏电流Ig=5mA ,内阻Ω=400Rg 的电流表G .若把它改装成量程为10V 的电压表,应______联一个______Ω的分压电阻.该电压表的内阻为______Ω;若把他改装成量程为3A 的电流表,应______联一个____Ω的分流电阻,该电流表的内阻为_____Ω.典型例题4——关于直流电动机的线圈电阻例:某一用直流电动机提升重物的装置如图所示,重物质量m=50kg ,电源提供恒定电压U=110V ,不计各处摩擦。
当电动机以v=0.90m/s 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度I=5A ,由此可知电动机线圈的电阻R=____Ω。
【讨论】如果电动机的转子被卡住,则通过电动机线圈的电流多大?线圈上的发热功率多大?【课堂练习】如图所示的电路中,某录音机用的直流电机通过一串联电阻R =5Ω接在电动势为ζ=6V ,内阻r 2=0.5Ω的电池上,流过电机的电流强度为I =0.3A ,电动机绕组的电阻为r 1=1Ω,求:(1)电动机消耗的电功率; (2)电机每分钟产生的热量Q ;(3)电动机的机械功率; (4)电源的输出功率;(5)电源的效率; (6)电机的效率.典型例题5——电源的外特性曲线如图所示中的图线a 是某电源的外特性曲线,图线b 是电阻R 的伏安特性曲线,这个电源的电动势为________V ,内阻等于________Ω.用这个电源和两个电阻R 串联形成闭合电路,电源的输出功率为______W .典型例题6——闭合电路的欧姆定律如图所示,Ω=51R ,Ω=92R .当开关S 断开时,电流表的示数为A 2.0=I ,当开关S 闭合时,电流表的示数为A 3.0='I .求:(1)电源的电动势和内阻.(2)S 断开和闭合两种情况下,电源的输出功率.典型例题7——电容器在电路中的连接如图所示,电阻Ω=21R ,Ω=42R ,Ω=63R .电容F 5μ=C .电源电压V 6=U 不变,分别求电键S 断开和闭合两种情况下,电路达稳定状态后电容器的带电量.典型例题8——可变电阻的阻值变化对电流以及电压的影响1、如图所示的电路中,当可变电阻R的值增大时()A、ab两点间的电压增大B、ab两点间的电压减小C、通过电阻R的电流增大D、通过电阻R的电流减小2、如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动头向上移动时,下列结论正确的是()A.电压表的示数增大,电流表的示数减小.B.电压表和电流表的示数都增大.C.电压表的示数减小,电流表的示数增大.D.电压表和电流表的示数都减小.3、如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,当逐一闭合电键,接入灯泡增多时,以下说法正确的是()A.灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗B.各灯两端的电压在灯多时较低C.通过电池的电流在灯多时较大D.电池输出功率灯多时较大答案:例题1、D 课堂练习AC例题2、ACD例题3、串1600 2000 并0.67 0.67例题4、4 27.5A,3025W 课堂练习:1.305W,5.4J,1.215W,1.755W,97.5%,93% 例题5、6,2,2.88例题6、3V,1,断开0.56 闭合0.81例题7、断开10-5C,闭合2*10-5C例题8、AD A ABC。
恒定电流实验例题
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例20:从下列实验器材中选出适当的器材,设计测量电路来测量电流表的内阻,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度.
(A )待测电流表1A ,量程mA 50,内电阻约几十Ω (C )电压表V ,量程15V ,内阻Ω=k r V 15 (D )电阻箱1R ,阻值范围0–9999.9Ω
(E )电阻箱2R ,阻值范围0–999Ω (F )滑动变阻器3R ,阻值0–150Ω,额定电流1.5A (G )滑动变阻器4R ,阻值0–20Ω,额定电流1.5A (H )电阻0R ,阻值是40Ω,功率是0.5W (作保护电阻用) (I )电池组,电动势为V 12,内电阻约0.5Ω
此外还有单刀开关若干和导线若干,供需要选用.
(1)请设计一个测量电路,画出电路图。
(2)选出必要的器材,用器材前的字母表示,有_____________________。
(3)说明实验需要测量的物理量,并列出计算两个电流表内电阻的计算式。
恒定电流典型例题(比较好的)
恒定电流典型例题欧姆定律【例1】 在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ,向左迁移的负离子所带电量为3 C ;那么电解槽中电流大小为多少?【解析】 正负电荷向相反方向运动形成电流的方向是一致的,因此在计算电流,I =q /t 时,q 应是正负电量绝对值之和.I =(2C+3 C)/10 s=0.5 A .【点拨】 正负电荷向相反方向运动计算电流时,q 应是正负电量绝对值之和.【例2】电路中有一段导体,给它加上3V 的电压时,通过它的电流为2mA ,可知这段导体的电阻为 Ω;如果给它两端加2V 的电压,它的电阻为 Ω.如果在它的两端不加电压,它的电阻为 Ω. 【解析】由电阻的定义式可得导体的电阻为Ω⨯=Ω⨯==-33105.11023I U R 【点拨】导体的电阻是由导体自身性质决定的,与它两端是否加电压及电压的大小无关.所以三个空均应填1500Ω.【例3】 加在某段导体两端电压变为原来的3倍时,导体中的电流就增加0.9 A ,如果所加电压变为原来的1/2时,导体中的电流将变为 A .分析:在利用部分电路欧姆定律时,要特别注意I 、U 、R 各量间的对应关系,本题中没有说明温度的变化,就认为导体的电阻不变.【解析】设该段导体的电阻为R ,依题意总有IU R =.当导体两端的电压变为原来的3倍时,依题意有9.03+=RUR U ①当电压变为原来的1/2时,导体中的电流应为R U 2/从①式可解得 A 45.0==RU I从而可知 A 225.022/==I RU【点拨】此题考查部分电路欧姆定律的应用,无论U 、I 怎样变化导体的电阻是不变的,因此利用IU I U R ∆∆==可解此题. 【例4】 如图14-1-1所示为A 、B 两个导体的伏安特性曲线.(1)A 、B 电阻之比R A :R B 为 . (2)若两个导体中电流相等(不为零)时,电压之比U A :U B 为 ;(3)若两个导体的电压相等(不为零)时电流之比I A :I B为 .【解析】(1)在I -U 图象中.电阻的大小等电阻定律电阻率图14-2-1【解析】本题的思路是:U-I 图象中,图线的斜率表示电阻,斜率越大.电阻越大.如果图线是曲线,则表示导体中通过不同的电压、电流时它的电阻是变化的.灯泡在电压加大的过程中,灯丝中的电流增大,温度升高,而金属的电阻率随着温度升高而增大,所以灯丝在加大电压的过程中电阻不断增大,U-I 图线中曲线某点的斜率应不断增大.A 图斜率不变,表示电阻不变;C 图斜率减小,表示电阻变小;D 图斜率先变大后变小,表示电阻先变大后变小;上述三种情况显然都不符合实际·只有B 图斜率不断增大,表示电阻不断变大,这是符合实际的.答案:ACD .【点拨】本题考查了两个方面的知识,其一考查了对U-I 图象的物理意义的理解.其二,考查了金属电阻率随温度升高而增大的基本知识.我们通过本题的解答应理解平时用灯泡上的标称电压和标称功率通过公式PU R 2=计算出来的电阻值应是灯泡正常工作时的阻值,灯泡不工作时用欧姆表测出的电阻值大大小于灯泡正常工作时的阻值.1.(综合题)两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的四倍,把另一根两次对折后绞合在一起,则它们的电阻之比是多少?【解析】由于两根导线完全相同,即体积相等, 无论拉长还是对折后,其体积仍相等.从而可以确定出形变之后的长度和截面积之比,从而确定出电阻之比.设原导体的电阻为SL R ρ=,拉长后长度变为4L ,其截面积S S 41=',R S L R 164141==ρ,四折后长度变为41L ,其截面积为S S 4='',它的电阻变为R S LR 1614412== ,故1:256161:16:21==R R2.(应用题) A 、B 两地相距40 km ,从A 到B 两条输电线的总电阻为800Ω.若A 、B 之间的某处E 两条线路发生短路.为查明短路地点,在A 处接上电源,测得电压表示数为10 V ,电流表示数为40 mA .求短路处距A 多远?【解析】根据题意,画出电路如图14-2-2所示,.A 、B 两地相距l 1=40 km ,原输电线总长2l 1=80 km ,电阻R 1=800 Ω.设短路处距A 端l 2,其间输电线电阻Ω=⨯==-25010401032IU R 212122R ,l l R S L R ==ρkm 5.12408002501122=⨯==l R R l短路处距A 端12.5 km .3.(创新题)如图14-2-3所示,两个横截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U ,则( )A .通过两棒的电流相等B .两棒的自由电子定向移动的平均速 率不同C .两棒内的电场强度不同,细棒内场 强E 1大于粗棒内场强E 2D .细棒的端电压U1大于粗棒的端电压U 2图14-2-3【解析】ABCD电功和电功率【例1】 一只标有“110 V ,10 W"字样的灯泡:(1)它的电阻是多大?(2)正常工作时的电流多大?(3)如果接在100 V 的电路中,它的实际功率多大?(4)它正常工作多少时间消耗1 kW ·h 电? 【解析】 (1)灯泡的电阻)(额额Ω===12101011022P U R (2)09.011010===额额额U P I (A) (3)因灯泡电阻一定,由RU P 2=得,22额实额实::U U PP =3.8101101002222=⨯==额额实实P U U P W (4)1 kW ·h=3.6×106J ,由W =Pt 得s 106.310106.356⨯=⨯==P W t【点拨】 灯泡可看成是纯电阻用电器,并且认为它的电阻值保持不变.正确使用PU R 2=,R U P 2=,PW t =几个基本公式,并注意区别P 、U 、I 是额定值还是实际值.【例2】 对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是 ( ) A .P =I 2R B .P =U 2/R C .P =UI D .P =W /t【解析】D 是定义式,C 是通过定义式推导而得,而A 、B 都是通过欧姆定律推导,所以A 、B 只适用于纯电阻电路.选CD .【点拨】 通过该道题理解电流做功的过程,即是电能转化成其他形式能的过程.要区分电功率和热功率以及电功和电热.【例3】 若不考虑灯丝电阻随温度变化的因素,把一只标有“220V ,100W”的灯泡接入电压为110V 的电路中,灯泡的实际功率是 ( )1.(综合题) 两个白炽灯泡A (220V ,100W)和B (220V ,40W)串联后接在电路中,通电后哪个灯较亮?电灯中的电流最大等于多少?此时两灯所加上的电压是多大?两灯的实际总电功率是多少?(不考虑温度对电阻的影响)【解析】 根据P =U 2/R 可计算出两灯泡的电阻分别为 R A =U 2/P =2202/100Ω=484Ω, R B =U 2/P =2202/40Ω=1210Ω,根据P =IU ,可计算出两灯泡的额定电流分别为 I A =P /U =100/220A=0.45A , I B =P /U =40/220A=0.18A.当两个灯泡串联时,通过它们的电流一定相等,因此电阻大的灯泡功率大,所以它们接入电路后B 灯较亮. 电路中的电流不能超过串联灯泡中额定电流最小的电流值,本题中不能超过I B =0.18A .为了不超过电流值,加在白炽灯两端的总电压不能超过U =I B (R A +R B )=308V (或U A :U B =R A :R B =2:5,U =U A +U B =220V+0.4×220V =308V).此时两灯的实际功率为W 562=+=)(B A B R R I P (或P A :P B = R A :R B =2:5,P =P A + P B =40W+0.4×40W=56W).2.(应用题) 如图14-5-1所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r =1Ω,电动机两端电压为5V ,电路中的电流为1A ,物体A 重20N ,不计摩擦力,求: (1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少? (2)电动机输入功率和输出功率各是多少? (3)10s 内,可以把重物A 匀速提升多高? (4)这台电动机的机械效率是多少?图14-5-1【解析】对电动机而言,电流做功的功率就是输入功率,电流经过电动机线圈电阻时产生一定的热功率,两个功率的差即为输出功率. (1)根据焦耳定律,热功率应为P Q =I 2r =l 2×lW=lW .(2)电功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积P 入=IU =l×5W=5W .输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率P 出=P 入-P Q =5W -lW=4W .(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率,在10s 内P 出t =mgh .解得m 2m 20104=⨯==mg t P h 出 (4)机械效率 %80==入出P P η闭合电路欧姆定律【例1】 电动势为2 V 的电源与一个阻值为9Ω的电阻构成闭和回路,测得电源两端电压为1.8 V ,求电源的内电阻.【解析】画出如图14-6-2的电路图,U 外 =1.8 V 由E =U 外 +U 内得U 内=0.2 V ,I= U 外/R =0.2A ,r = U 内/I =1Ω.图14-6-2【点拨】闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律往往结合起来应用.【例2】 在如图14-6-3所示的电路中,电阻R l =100Ω,R 2=300Ω,电源和电流表内阻均可不计.当两个电键S 1、S 2都断开或都闭合时,电流表的读数是相同的,求电阻R 的阻值.【解析】 当两个电键S 1、S 2都断开时,电阻R 1、R 3和R 组成串联电路,经过它们的电流与电流表读数是相同的,设这个电流为I ,则根据闭合电路欧姆定律可得E =I (R 1+R 3+R )=(400+R )I . ①当两个电键S 1、S 2都闭合时,电阻R 被 图14-6-3短路,R 1和R 2并联后再与R 3串联,其等效电阻为Ω=Ω+Ω+⨯=++='7270030060010060010032121R R R R R R此时流过电源的电流为流过R 1,和R 2的电流的总和,其中流过R 1的电流为I ,根据并联电路电流分配关系可得,流过电源的电流为I I I R R R I 67600600100221=+=+='根据闭合电路欧姆定律有 450=''=R I E I②联立①②两式得 R =50 Ω【点拨】 首先要分别弄清楚电键都断开和都闭合时两个电路中各元件的相互连接关系,根据闭合电路欧姆定律列出以电流表读数及待求电阻为变量的方程式,再设法利用方程进行求解.串、并联电路是最基本的电路结构形式,在复杂的电路中,当串、并联的连接关系不明显时,要对电路进行简化,之后,将外电阻表达出来,用闭合电路欧姆定律列方程,找出物理量之间的关系,这就是解这类题的基本思路.【例3】在如图14-6-4所示的电路中,在滑动变阻器R 2的滑动头向下移动的过程中,电压表V 和电流表A 的示数变化情况如何?【解析】R 2的滑动头向下移动的过程中变阻器的电阻增大,则外电路总电阻也增大,据串联电路的特点(外电路与内阻串联),路端电压也增大,即电压表V 读数增大.据欧姆定律:总电阻增大,电路中总电流I 定要减少,又因为R 1不变,所以IR 1减少,由上分析路端电压增大,所以R 2、R 3。
高中物理:恒定电流练习含答案
高中物理:恒定电流 练习(含答案)1、在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2匚向左迁移的负离子 所带电荷量为3 C,那么电解槽中电流强度大小为()A . 0.1 AB . 0.2 AC . 0.3 AD . 0.5 A2、以下说法中正确的是()A .在外电路中和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断地定向移动形成电流B .静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少C .在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D .静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加3、如图所示是某晶体二极管的伏安特性曲线,下列说法正确的是()A .加正向电压时,二极管电阻较小,且随着电压的增大而增大B .加反向电压时,二极管电阻较大,无论加多大电压,电流都很小C .无论是加正向电压还是加反向电压,电压和电流都不成正比,所以二极管是非线性元件D .二极管加正向电压时,电流随电压变化是一条直线4、(双选)两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V 1、V 2,若将两表串联后去测某 一线路的电压,则两只表()A .读数相同B .指针偏转的角度相同C .量程大的电压表读数大D .量程大的电压表读数小5、下面是某电热水壶的铭牌,由此可知该电热水壶正常加热1 min 产生的热量为()反向应HiW4,0 anYaw惠一一正向电珏/vC . 1.32X 104 J6、一段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝,把它拉成3L 长的均匀细丝后,再切成等长的三段,则其 中每一段电阻丝的阻值为()A .3RB .RC . R7、如图所示,电源电动势为E,内阻为r 。
当可变电阻的滑片P 向b 点移动时,电压表,.•的读数U 1与电压表二•的读数U 2的变化情况是()A. U 1变大,U 2变小B. U 1变大,U 2变大C. U 1变小,U 2变小D. U 1变小,U 2变大8、(双选)下列操作正确的是()A .用多用电表测电压时,要将红表笔接高电势点B .用多用电表测电流时,应将多用电表串联接入电路C .用多用电表测电阻时,要选择合适挡位,使表头指针偏转角度尽可能大D .用多用电表测电阻时,待测电阻可以与外电路的电源相连接*9、关于电源的说法不正确的是()A .电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场B .在电源外部电路中,负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C .在电源内部电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D .在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能*10、(多选)小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示,P 为图线上一点,PN 为 图线的切线,PQ 为U 轴的垂线,PM 为I 轴的垂线,则下列说法中正确的是()A.1.80X 103 J B . 1.10X 104 J D . 1.08X 105 JD .对应P 点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积 毫安表的满偏电流是1 mA,内电阻为100 Q ,现有两个定值电阻R 1 = 200 Q ,R 2=600 Q ,用这60 W ”,C 灯“20 V 20 W ”,D 灯“20 V 20 W ”。
恒定电流计算题(一、二)(含答案版)
恒定电流计算题(一)高二年级 班 号 姓名1.如图所示,M 为一线圈电阻r =0.4Ω的电动机,R =24Ω,电源电动势E =40V .当S 断开时,电流表的示数,I 1=1.6A ,当开关S 闭合时,电流表的示数为I 2=4.0A 求开关S 闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率.解:设电源内阻为r ′,当S 断开时,r R E I 1'+=,即r2440V6A .1'+Ω=,得r ′=1Ω. 当S 合上时,I 2=4A ,则U 内=I 2·r ′=4VU 外=E -U 内=40V -4V =36V ,也即电动机两端电压为36V5W .24W .0)24364(r )R U I (r I P 2222=⨯-=-==外热5W .875W .2U )RU I (P P P 2=-⨯-=-=外外热总机 2.如图所示电路中,R 3=4Ω,电流表读数为0.75A ,电压表读数为2V ,由于某一电阻断路,使电流表读数为0.8A ,而电压表读数为3.2V 问:(1)哪一只电阻断路?(2)电源电动势和内电阻各多大? 解:(1)用排除法可判断得出R 1断路,(2)R 1断开后,电压表示数即为R 2上的电压故Ω==48A.02V.3R 2 R 1断开前,R 2上电压为0.75×4V =3V ,而此时电压表示数为2V ,故R 3上的电压为1V ,Ω====Ω==825A.02VI U R ,25A .041V R U I 311333 由E =U 外+Ir 可得R 1断开前:E =3V +(0.75+0.25)r ① R 1断开后:E =3.2V +0.8r ② 解①、②两式可得E =4V ,r =1Ω。
3.如图所示的电路中,R 1=3Ω,R 2=6Ω,R 3=1.5Ω,C =20μF 当开关S 断开时,电源所释放的总功率为2W ;当开关S 闭合时,电源所释放的总功率为4W 求:(1)电源的电动势和内电阻;(2)闭合S 时,电源的输出功率;(3)S 断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少?解:(1)S 断开时2W r5.16E P 2=++=总 ① S 闭合时4W r5.12E P 2=++='总② 解①、②两式得E =4V ,r =0.5Ω (2)S 闭合时5W .35.3)4E (P 2=⨯=出 (3)S 断开时,U C =3V ,Q 1=CU C =6×10-5C , S 合上时,U ′C =0,Q 2=04.如图所示是电饭煲的电路图,S 1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103℃)时会自动断开.S 2是一个自动温控开关,当温度低于约70℃时会自动闭合,温度高于80℃时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,黄灯是保温状态时的指示灯,限流电阻R 1=R 2=500Ω,加热电阻丝R 3=50Ω,两灯电阻不计.(1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温过程) (2)简要回答,如果不闭合开关S 1,电饭煲能将饭煮熟吗? (3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲消耗的功率之比.解:(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S 2自动闭合,同时把手动开关S 1关闭,这时黄灯短路红灯亮,电饭堡处于加热状态,加热到80℃时,S 2自动断开,S 1仍闭合待电饭煲中水烧干后,温度升高到103℃时.开关S 1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态由于电饭堡散热,待温度下降至70℃时,S 2自动闭合,电饭煲重新处于加热状态,待温度上升到80℃时,又自动断开,电饭煲再次处于保温状态.(2)不能,因为如果不闭合S 1,则只能将食物加热至80℃.(3)设电饭煲处于加热状态时,功率为P 1,8W .1064W )5005050050(220R U P 22321=+⨯==设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为P 2,则8W .88W 5050050500500220R R U P 223122≈+⨯+=+=所以P 1:P 2≈12:15.如图所示,AB 、CD 为两根平行的相同的均匀电阻丝,EF 为另一根电阻丝,其电阻为R ,它可以在AB 、CD 上滑动并保持与EF 与AB 、CD 接触良好.图中电压表为理想电压表.电池的电动势和内阻都不变.B 、D 与电池两极连接的导线的电阻可忽略.当EF 处于图中位置时,电压表的读数为U 1=4.0V .已知将EF 由图中位置向左移动一段距离ΔL 后,电压表的读数变为U 2=3.0V 。
恒定电流典型例题(全聿)
C.滑动变阻器(0~50 Ω) D.滑动变阻器(0~500 Ω) (3) 某位同学记录的 6 组数据如下表所示,其中 5 组数 据的对应点已经标在图 2 的坐标纸上,请标出余下一组数 据的对应点,并画出 U-I 图线。 (4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势 E= V,内电阻 r= Ω
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数 U 以及干电池的输出功率 P 都会发生变化.图 3 的各示意图 中正确反映 P-U 关系的是 序号 电压 U(V) 电流 I( A ) 1 1.45 0.060 2 1.40 0.120 。 3 1.30 0.240 4 1.25 0.260 5 1.20 0.360 6 1.10 0.480
4
26. 【电路计算】 有一个直流电动机, 把它接入 0.2V 电压的电路时, 电机不转, 此时测得流过电动机的电流是 0.4A; 若把电动机接入 2.0V 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是 1.0A。求: (1)电动机线圈的电阻; (2)电动机正常工作时的输出功率; (3)电动机正常工作时的效率 (4)在发动机正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率。
kl neS
B.
kl ne 2 S
C.
kS nel
1
D.
kS ne 2 l
10 . 【闭合欧姆】 如 图 所 示 为 两 个 不 同 闭 合 电 路 中 两 个 不 同 电 源 的 U -I 图 象 , 则下述说法不正确的是 ( ) A.电动势 E1=E2,发生短路时的电流 I 1>I 2 B.电动势 E1=E2,内阻 r 1>r 2 C.电动势 E1=E2,内阻 r 1<r 2 D.当电源的工作电流变化相同时,电源 2 的路端电压变化较大
恒定电流典型例题
第一节 欧姆定律典型例题1——电流的计算(1)在金属导体中,若10s 内通过横截面的电量为10C ,则导体中的电流为I =___________A ;(2)某电解槽横截面积为0.5m 2,若10s 内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C ,则电解液中的电流为I =___________A .分析解答:(1)根据电流的定义式q I =得到10s 内通过横截面积的电流为1A .(2)正负粒子的电量均为10库,则10s 内通过横截面积的总电量为20库.典型例题2——关于等效电流的计算氢原子的核外只有一个电子,设电子在离原子核距离为R 的圆轨道上做匀速圆周运动.已知电子电量为e ,运动速率为v .求电子绕核运动的等效电流多大?分析解答:所谓等效电流,就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流.取电子运动轨道上任一截面,在电子运动一周的时间T 内,通过这个截面的电量e =q ,由圆周运动知识知:v R T π2=,根据电流强度的定义式得R v t q I π2e e ===.典型例题3——由比例法求解电流当导体两端的电压变为原来的1/2时、流过导体的电流减少0.5A ,则当导体两端的电压增为原来的两倍时,流过导体的电流多大?分析解答:本题中涉及到的未知量较多,可由欧姆定律建立方程组求解;因为对一定的导体其电阻是一定的,所以由欧姆定律知,导体中的电流强度与导体两端的电压成正比,故本题也可用比例法求解.解法一:设导体电阻为R ,原来两端电压为U ,通过导体的电流强度为I ,由欧姆定律得: R U I = (1)当导体两端电压为U /2时,根据电流强度的定义式得:=-5.0I RU 2/…………(2) 当导体两端电压为2V 时,设导体的电流为'I ,则有:R U T 2'=…………(3) 将R U 看成未知量,由(1)(2)(3)联立求解得:'I =2A解法二:设原来导体两端的电压为U ,导体的电流为I ,倒替两端的电压为2U 时,导体的电流为'I ,因为U I ∝,所以可以得:2/5.0U U I I =-…………(1) UU I I 2'=…………(2) 联立求解得:'I =2A典型例题4——关于示波器的电子枪发射的电子电流在示波器的示波管中,当电子枪射出的电流达A μ6.5时,电子枪每秒内发射的电子数有多少?电流的方向如何?(已知电子带负电,电荷量C e 19106.1-⨯=)【解析】在时间t 内电子枪发射出的电荷量: It Ne Q ==,所以:e Q N =e It =196106.11106.5--⨯⨯⨯=13105.3⨯=(个). 由于电子带负电,因此电流方向与电子的运动方向相反.典型例题5——关于欧姆定律的简单应用电路中有一段导体,给它加上3V 的电压时,通过它的电流为mA 2,可知这段导体的电阻为________Ω;如果给它两端加2V 的电压,则通过它的电流为______mA ;如果在它两端不加电压,它的电阻为_______Ω. 【解析】由欧姆定律RU I =得: )(150010233Ω=⨯==-I U R . 导体的电阻不随所加的电压变化,并与是否通电无关,所以当V 2=U 时:15002=I )(1033.13A -⨯=)mA (33.1=. 在不加电压时,电阻仍为Ω1500. 典型例题6——关于电流和电阻关于电流和电阻,下列说法中正确的是( )A .电流的方向与导体中电荷的定向移动方向相同B .金属导体温度升高时,由于自由电子的热运动加剧,所以电流增大C .由I U R /=可知,I 一定时,导体的电阻 R 与 U 成正比,U 一定时,R 与I 成反比D .对给定的导体,比值I U /是个定值,反映导体本身的一种性质【解析】电流可以是正电荷定向移动形成,也可以是负电荷定向移动形成,电流方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反.电荷的热运动是无规则的,不能形成电流.电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,由导体本身决定,与是否通电无关.正确选项为D .典型例题7——关于伏安特性曲线有两段导体,它们的伏安特性曲线分别为下图中的1、2所示,则两段导体的电阻之比=21:R R ______;当两段导体中的电流相等时,他们的电压之比=21:U U ______;当两段导体两端的电压相等时,通过他们的电流强度之比=21:I I ________.【解析】在U —I 图线上,电阻等于图线斜率的倒数,)(21051010331Ω=⨯⨯=∆∆=--I U R , )(3210151010332Ω=⨯⨯=--R , 1:3:21=R R ,由欧姆定律得,电流相等时:1:3::2121==R R U U ;电压相等时:3:1::1221==R R I I(这也可以从图线上直接查得)第二节 电阻定律 电阻率典型例题1——关于电阻的计算有一段粗细均匀的导线.电阻是4Ω,把它对折起来作为一条导线用,电阻是多大?如果把它均匀拉长到原来的两倍,电阻又是多大?分析解答.由知,当ρ不变时,电阻R 随L 、S 而变化.由于导线的体积不变.因此,当对折起来后,2'L L =;S S 2'=;当均匀拉长后,L L 2''=;2''S S =设导线电阻率为ρ,原长L ,原核截面积为S ,则Ω==4SL R ρ 当导线对折后,其长2'L L =;横截面积S S 2'=,所以导线电阻为:Ω==1'''S L R ρ 当导线拉长后,其长L L 2''=;横截面积2''S S =,所以导线电阻为:Ω==16''''''S L R ρ 典型例题2——欧姆定律一条粗细均匀的导线长1200m ,在其两端加上恒定的电压时,测得通过它的电流为0.5A 如剪去一段后,在剩余部分的两端加同样的恒定电压时,通过它的电流为0.6A .则剪去的导线长度有多少?分析解答:由于电压恒定,根据欧姆定律可以算出原导线与剩余部分导线的电阻比,再根据电阻定律算出原导线与剩余导线的长度之比,这样就可以求出剪去的导线的长度.设原导线长为L ,电阻为R ,剩余部分的长度为'L ,电阻为'R ,根据欧姆定律得:''R I IR U ==56''==I I R R 根据电阻定律得S L R ρ=;S L R ''ρ=. 56''==L L R R . 由上式可得m 100065'==L L ,由此可知,剪去的长度为: m 200'=-=L L L x .典型例题3——关于材料的电阻率关于材料的电阻率,下列说法正确的是()A .把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的3/1.B .材料的电阻率随温度的升高而增大.C .纯金属的电阻率较合金的电阻率小.D .电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大.【解析】电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度,横截面积无关,金属材料的电阻率随温度升高而增大,而半导体材料则相反,合金的电阻率比纯金属的电阻车大电阻率大,电阻率大表明材料的导电性能差,不能表明对电流的阻碍作用一定大,因为物理全电阻才是反映对电流阻碍作用的大小,而电阻还跟导体的长度、横截面积有关.正确选项为C .典型例题4——关于白炽灯使用实际伏安特性曲线一个标有“220V ,60W ”的白炽灯泡,加上的电压U 由零逐渐增大到220V ,在此过程中电压U 和电流I 的关系可用图线表示,在留给出的四个图中,肯定不符合实际情况的是( )【解析】白炽灯泡是靠通电的钨丝在高温下发光的.加在灯泡上的电压由零逐渐增大到额定电压220V 的过程中,通过钨丝的电流也随着增大,单位时间内产生的热量也增大,钨丝不断地升温,他的电阻率增大,由于钨丝的长度和横截面积一定,所以电阻在增大.在U —I 图象中,图线的斜率表示电阻的大小,斜卓越大表示电阻越大,根据斜率的变化情况可判断出A 、C 、D 肯定与实际不符.本例最容易误选B 、C 、D ,认为灯泡的电阻为定位.平常解题时,为了解题的方便,往往假设灯丝的电阻不变,这与实际不符.如果对于锰钢合金和锌钢合金,图A 更符合实际,因为他们的电阻车几乎不随温度变化.典型例题5——由电阻定律判断用电线路短路区如图所示,相距km 80=L 的A 、B 两地之间,架设两条导线,每条导线的电阻Ω=400AB R ,若在两地间的C 处发生短路,现在A 端接入电源、电压表和电流表,电压表示数为10V ,电流表示数为mA 40,求C 处离A 地多远?【解析】从A 地到C 处两根导线的总电阻AC R 可由欧姆定律得:)(2501040103Ω=⨯==-I U R AC 设A 地到C 处的距离为L ',根据电阻定律有: L L R R AC AB '=:)2(: 解得:)km (258040022502=⨯⨯=='AB AC R R L 典型例题6——由电阻定律判断使用保险丝的规格某电路需要20A 的保险丝,但手边只有用同种材料制成的“15A ”和“5A ”两种型号的保险丝,他们的规格如表所示,问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后用于该电路中?说明其理由.4:1:21=S S ,由电阻定律SL R ρ=得电阻之比: 1:4::2121==S S R R ,并联接入电路后两端的电压相等,由欧姆定律得通过的电流之比:4:1::2121==R R I I .即第2根保险丝中的实际电流是第1根中的4倍,而额定电流只是第1根的3倍,所以不能这样来使用.第三节 电功和电功率典型例题1——对于纯电阻电路电功率公式的灵活运用为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半,应采取下列哪些措施.( )A 、保持电阻不变,使电流减半B 、保持电阻不变,使电压减半C 、保持电炉两端电压不变,使其电阻减半D 、使电压和电阻备减半分析解答:电炉是纯电阻电器,电功率可表示为:R I RU UI P 22===电阻一定时,使电流减半,由R I P 2=知,电功率减为原来的1/4,可见A 错;同理,使电压减半,由RU P 2=知,电功率也为原来的1/4,故B 错. 当电压不变,电阻减半时,由RU P 2=知,电功率变为原来的2倍,可见C 错. 由RU P 2=知,当U 和R 各减半时,电功率变为原来的1/2,可见D 正确. 答:正确答案为D . 注意:本题中,当电阻不变,电压减半时,由R U I =知,通过电炉的电流也减半;当电阻不变,电流减半时,由RU I =知,加在电炉两端的电压也减半.根据UI P =知,A 、B 均错误.典型例题2——关于用电器正常工作时的有关物理量的求解如图所示,灯L 上标有200W 字样,电动机D 上标有2000W 字样,当在A 、B 两端加上220V 电压时,灯和电动机均正常工作,求:电灯正常工作时的电阻.分析解答:因为电灯是纯电阻用电器,所以电灯正常工作时的功率可表示为R I RU UI P 22===,灯正常工作时P =200W ,根据R I P 2=知,只要求出灯正常工作时的电流,即可求出电灯正常工作时的电阻.对AB 间的所有用电器,利用UI P =可求得电路中的电流强度.整个A 、B 间用电器正常工作的总功率为:W 2200=+=D L AB P P P ,A 、B 两端的电压:U =220V .根据UI P =得,电路中的电流强度:A 10==AB AB U P I对灯L 由R I P 2=得灯正常工作时的电阻: Ω==22I P R L L即灯正常工作时的电阻为Ω2.典型例题3——远距离输电为什么必须采用高压问题:远距离输电为什么必须采用高压?分析解答:设施送的电功率为P 且保持不变,输送电压为U ,输电导线的总电阻为R .不管输电线路末端有何种用电器,UI P =总成立,所以,由UI P =可得输电线上的电流强度U P I =,由于电流的热效应,在输电导线上发热损耗的功率为:R U P R I P 222=耗= 当P 、R 一定时,U 越大,耗P 越小,故为减小输电线上的热损耗,必须采用高压输电.典型例题4——计算用电器的电功率的适用公式对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )A .R I P 2= B .R U P 2= C .UI P = D .t W P = 【解析】电功率计算的普通公式为UI tW P ==,用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等),有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等),只有是在纯电阻用电器的前提下,才可由RU I =改写电功率的表达式. 正确选项为C 、D .典型例题5——关于直流电动机的线圈电阻如图所示,用直流电动机提升重物,重物的质量kg 50=m ,电源供电电压为110V ,不计各处摩擦,当电动机以m/s 90.0=v 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为5A ,则电动机线圈的电阻为多大?(g 取2m/s 10)【解析】设电动机线圈的电阻为r ,由题意可知,电源提供的电能转化为电动机线圈发热而增加的内能和电动机对外输出的机械能,而电动机输出的机械能用来增加被提升重物的机械能,由能的转化和守恒得:mgv r I UI +=2.解得电动机线圈的电阻为:)(0.459.010********Ω=⨯⨯-=-=I mgv I U r . 【讨论】如果电动机的转子被卡住,则通过电动机线圈的电流多大?线圈上的发热功率多大?会造成怎样的结果?典型例题6——关于白炽灯的实际功率一只白炽灯标有“220V ,100W ”的字样,他在正常发光时的电阻多大?当实际电压为55V 时,灯泡的实际功率怎样?【解析】该白炽灯在额定电压下工作正常发光,功率达额定功率100W .对白炽灯可看成是纯电阻用电器,由UI P =,RU I =得: )(48410022022Ω===P U R . 当实际电压为55V 时,实际功率:R U R U P '⋅=''='22161. 由于实际电压仅为额定电压的41,因为通过灯泡的电流较小,灯丝的焦耳热功率明显减小,灯丝的温度比正常发光明低得多,所以: R R <',)W (25.6161=>'P P . 对于白炽灯,如果题中假设不考虑温度变化对灯丝电阻的影响,可作为电阻值不变来处理,如果题中没有特别说明,这要看具体情况:(1)问题是涉及金属电阻率的有关概念,必须要考虑灯丝电阻随温度的变化;(2)实际电压的变化量相对额定电压来说较大,需要考虑灯丝电阻随温度的变化,实际电压的变化量相对额定电压来说较小.可以认为灯丝电阻不变.典型例题7——关于日常生活月消耗电能某个家庭有“220V ,40W ”的电烙铁一把,“220V ,100W ”的白炽灯一只,“220V ,25W ”的白炽灯两只.“220V ,300W ”的电熨斗一只,若当地的电源电压为210V ,每个用电器平均每天使用h 2,每度电的价格是5.0元,则该家庭一个月(按30天计算)该交纳多少电费?【解析】该家庭全部用电器的额定功率之和:)W (490300225100400=+⨯++=P由于实际电压比额定电压略低一些,所以把各用电器的电阻值看成是不变的.由:RU P 2=得实际功率:20)(U U P '=')W (446490)220210(20=⨯=P 一个月(30天)实际消耗的电能:h)kW (76.26230446.0⋅=⨯⨯=⋅'=t P W .所以一个月需交纳电费:38.135.076.26=⨯(元)典型例题8——并联电路中的电流、功率按电阻分配将分别标有“Ω100、W 4”和“Ω5.12、W 8”的两电阻并联后接入电路,则电路两端允许加的最高电压为_____V .干路中允许通过的最大电流为______A .这一并联电路的额定功率为______W .【解析】由R U P /2=得两电阻的额定电压分别为20V 和10V .两电阻并联对两端的电压相等,允许加的最高电压为10V .两电阻并联的电阻值: 2121R R R R R +=并5.121005.12100+⨯=)(9100Ω=, 故干路中允许通过的最大电流:)A (9.09/1001002===并R U I m . 这一并联电路的额定功率: )W (9109.02=⨯=⋅=U I P m允许通过的最大电流、电路的额定功率也可用并联电路中电流、功率的分配关系来求.由R I P 2=得两电阻的额定电流分别是A 2.0和A 8.0,当加上最高电压10V 时:A 8.02=I ,1R 中的实际电流:121R R I =',)A (1.08.01005.122=⨯=I , )A (9.08.01.021=+=+'=I I I m .1R 的实际功率:121R R P =',)W (181005.122=⨯=P ,)W (98121=+=+'=P P P并联电路中的电流、功率均按跟电阻成反比分配,与额定电流、额定功率无关.典型例题9——关于电流表与电压表在电路中的串接如图所示,电源电压V 15=U 不变,电阻Ω=21R 、Ω=32R 、Ω=63R ,则当a 、b 间接一只理想电流表时,电流表的读数为______A .当a 、b 间接一只理想的电压表时,电压表的读数为________V .【解析】当a 、b 间接电流表时,电路为2R 与3R 并联后再与1R 串联,电流表的读数为通过3R 的电流,2R 与3R 的并联值:)(26363323223Ω=+⨯=+=R R R R R )(V 5.7153222312323=⨯+=+=U R R R U , )A (25.165.73233===R U I 当a 、b 间接电压表时,电路为1R 与2R 串联,电压表读数为2R 两端的电压(3R 两端没有电压).)V (9153232122=⨯+=+=U R R R U 典型例题10——电容器在电路中的连接如图所示,电阻Ω=21R ,Ω=42R ,Ω=63R .电容F 5μ=C .电源电压V 6=U 不变,分别求电键S 断开和闭合两种情况下,电路达稳定状态后电容器的带电量和电源对电路提供的功率.【解析】电容器在直流电路中,当电路达稳定状态时,相当于一个断路元件.S 断开时,C 通过3R 接在1R 两端,C 两端的电压为1R 两端的电压:)V (264222111=⨯+=+=U R R R U , 电容器带电量: )C (10121055611--⨯=⨯⨯==CU Q下板带正电,电源提供的功率:)W (642622121=+=+=R R U P . S 闭合时,C 并接在2R 两端,电容器带电量:22CU Q =212R R R C +⨯=64241056⨯⨯⨯⨯=-5102-⨯=(C ) 上板带正电,电源提供的功率:)W (126662322122=+=++=R U R R U P 典型例题11——可变电阻对路中电流变化趋势的影响如图所示,电源电压U 保持不变,当可变电阻3R 的滑动端P 自左向右滑动的过程中,各电阻两端的电压、通过各电阻的电流分别怎样变化?【解析】分析步骤及要点:(1)确定电路的组成,电路由两部分串联而成,一部分为1R ,另一部分又有两条支路组成,一条支路为4R ,再一条支路为2R 与3R 串联的电路,这条支路的电阻变化(P 向右移动时3R 变小)导致总电阻的减小.(2)由欧姆定律确定阻值不变的部分电路的物理量变化.3R →总电阻R →总电流R UI =→11IR U =即通过1R 的电流增大,1R 端的电压升高.(3)由串、并联电路的特点确定阻值变化的部分电路中物理量的变化(如这部分电路中再包含有阻值不变和变化的电路,仍应先分析阻值不变的电路).1U →14U U U U -==右→444R U I =;I 、4I →432I I I I -==→222R I U =;右U 、2U →23U U U -=右. 第四节 闭合电路欧姆定律典型例题1——关于电源和直流电路的性质关于电源和直流电路的性质,下列说法正确的是( )A .电源被短路时,放电电流无穷大B .外电路断路时,路端电压最高C .外电路电阻值减小时,路端电压升高D .不管外电路电阻怎样变化,其电源的内、外电压之和保持不变【解析】对一个给定电源,一般认为电动势E 和内阻r 是不变的,电动势在数值上等于内、外电压之和:内外U U E +=,电源短路时,放电电流为r E /,不可能为无穷大,外电路断时,由于:0==Ir U 内,所以:E U =外.正确选项为BD .典型例题2——关于电阻的内电阻的求解电动势为2V 的电源跟一个阻值R =9Ω的电阻接成闭合电路,测得电源两端电压为1.8V ,求电源的内电阻.分析解答:电源两端的电压就是路端电压,由于外电路仅一个电阻,因此也就是这个电阻两端的电压.可由部分电路欧姆定律先算出电流强度,再由全电路欧姆定律算出内电阻.通过电阻R 的电流强度为RU I = 由闭合电路欧姆定律Ir U +=ε得电源内电阻Ω=Ω-=-=12.08.12I Ur ε 说明:由于电动势等于内、外电路上电压之和,而通过内、外电路的电流又处处相同,因此也可以根据串联分压的关系求得.典型例题3——可变电阻的阻值变化对电流以及电压的影响如图所示的电路中,当可变电阻R 的值增大时( )A 、ab 两点间的电压增大B 、ab 两点间的电压减小C 、通过电阻R 的电流增大D 、通过电阻R 的电流减小分析解答:可变电阻R 的阻值增大;ab 并联部分的电阻增大;整个外电路总电阻增大;电路的总电流I 减小;内电路上电压和电阻1R 的电压都减小;ab 并联部分的电压增大;通过电阻R 的电流增大;通过可变电阻R 的电流减小.答:A 、D .说明:当电路中某一部分电阻变化时,整个电路各处的电压、电流都会受到影响,可谓“牵一发而动全身”.分析时,应抓住全电路中电源电动势和内阻不变的特点,从总电流的变化依次推理.如果只从孤立的局部电路考虑,R 增大时,ab U 也增大,将无法判断通过R 的电流的变化情况.典型例题4——电源的外特性曲线如图所示为某一电源外电路的伏安特性曲线,由图可知,该电源的电动势为_________V .内阻为______Ω,外电路短路时通过电源的电流强度为______A .【解析】图线在纵横上的截距2V 为电源电动势,图线斜率的绝对值:)(4.05.0/0.28.1/Ω=-∆∆=I U .为电源的内阻,短路电流:)A (54.0/2/==r E .【注意】在纵轴(U 轴)不从零开始取值时,横轴(I 轴)上的截距不表示短路电流、但在纵轴上的截距仍为电动势,斜率的绝对值仍为内阻.典型例题5——闭合电路的欧姆定律如图所示,Ω=51R ,Ω=92R .当开关S 断开时,电流表的示数为A 2.0=I ,当开关S 闭合时,电流表的示数为A 3.0='I .求:(1)电源的电动势和内阻.(2)S 断开和闭合两种情况下,电源的输出功率.【解析】S 断开时,外电路为1R 与2R 串联,S 闭合时,外电路只有2R ,根据闭合电路欧姆定律可得:Ir R R I E ++=)(21,r I R I E '+'=2.代入数值,解得:V 3=E ,Ω=1r .S 断开时,电源的输出功率:UI P =)(212R R I +=)95(2.02+=)W (56.0=.也可按r I EI P ⋅-=2计算得到.S 闭合时:)W (81.093.0222=⨯=⋅'=''='R I I U P .也可按r I I E P 2'-'='计算得到. 典型例题6——闭合电路欧姆定律的应用在下图中,电源的电动势和内阻分别是E 和r ,两定值电阻Ω=101R ,Ω=82R ,当开关S 接1时,电压表示数为2V ,则当S 接2时,电压表示数可能值的范围是多少?【解析】根据闭合电路欧姆定律得:E rR R IR U +==, 当S 接1 时: 21010=+E r, 当S 接2时:288U E r=+. (1)当0→r 时,V 2,V 212=→→U U E(2)当∞→r 时,A)(2.01081112==+=→+=R U r E I r E I , 所以: )V (6.182.02=⨯→U .电压表示数2U 的可能值范围:.V 2V 6.12<<U求解本题要正确运用闭合电路欧姆定律.并能进行合理的推理,才能得到问题的解.典型例题7——有变阻的电路其输出功率的范围值如图所示,Ω=81R ,电源的电动势V 8=E ,内阻Ω=2r ,2R 为变阻器,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,2R 的值应是多大?这时2R 的功率多大?(2)要使1R 得到最大的电功率,2R 的取值多大?1R 的最大功率多大?这时电源的效率多大?(3)调节2R 的阻值,能否使电源有最大的功率r E 4/2输出?为什么?【解析】(1)把1R 看成是电源内阻的一部分,这样内电阻就是r R +1.利用电源输出功率最大的条件,可以求出:当)(102812Ω=+=+=r R R 时,2R 有最大的功率: )W (6.110484)(4222122=⨯==+=R E r R E P (2)因为1R 是定值电阻,所以流过1R 的电流越大,1R 的功率就越大.当02=R 时,电路中有最大电流:)A (8.02881=+=+=r R E I . 1R 有最大功率)W (12.588.02121=⨯==R I P .这时电源的效率:%8028811=+=+=r R R η. 想一想,为什么不能按当r R R +=21时,求出2R ,得1R 获得最大功率来计算.(提示:电源有最大功率输出,是在E 、r 一定时,阻值R 在变化的外电路本身所获得的功率所出现的极值.如把r R +2看成是电源内阻,那么不满足内阻不变,外电阻变化的条件)(3)不可能,因为即使02=R ,外电路电阻1R 也大于r .所以电源不可能有r E 4/2的功率输出,在本题中,02=R 是外电路所能得到的最大功率. 典型例题8——由图象判断电源电动势和电阻阻值如图所示中的图线a 是某电源的外特性曲线,图线b 是电阻R 的伏安特性曲线,这个电源的内阻等于________Ω.用这个电源和两个电阻R 串联形成闭合电路,电源的输出功率为______W .【解析】从电源的外特性曲线a 可知,该电源的电动势:V 0.6=E ,内阻: )(236Ω==∆∆=I U r , 从电阻R 的伏安特性曲线b 可知: )(414Ω===I U R . 用两个电阻R 串联跟电源组成闭合电路,电路中电流:)A (6.024262=+⨯=+=r R E I , 电源的路端电压: )V (8.4426.02=⨯⨯=⋅=R I U ,电源的输出功率:)W (88.26.08.4=⨯==UI P讨论:用几个电阻R 并联可使该电源有最大功率输出,并求出这一最大功率.典型例题9——关于太阳能电池的串联每个太阳能电池的电动势为V 50.0,短路电流为A 04.0,则该电池的内阻为_____Ω.现用多个这种太阳能电池串联对标称值“V 0.2,W 04.0”的用电器供电,则需要_____个这样的太阳能电池才能使用电器正常工作.【解析】由闭合电路欧姆定律得,太阳能电池短路时有:r50.004.0=, 其内阻:Ω=5.12r .用电器的额定电流: )(02.00.204.0A I ==, 设有n 个电池串联对它供电,则由闭合电路欧定律有:nr R nE I +=. 用电器电阻:Ω==10002.00.2R , 代入数据: 5.1210050.002.0⨯+⨯=n n ,解得8=n (个). 【讨论】这一串电池组的总功率多大?对用电器供电的效率是多少?典型例题10——变阻对电路中电流和电压值的影响如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动头向上移动时,下列结论正确的是( )A .电压表的示数增大,电流表的示数减小.B .电压表和电流表的示数都增大.C .电压表的示数减小,电流表的示数增大.D .电压表和电流表的示数都减小.【解析】分析过程要点:(1)电路由两部分串联而成,一部分是1R ,阻值不变,另一部分是由2R 、3R 并联而成,滑动头向上移动,3R 增大,导致整个外电路的电阻增大.(2)则rR E I +=可知R 增大,I 减小;由Ir E U -=得U 升高,即电压表示数增大. (3)由11IR U =可知1U 减小;由132U U U U -==可知32U U =升高;由222R U I =得2I 增大;由23I I I -=得3I 减小,即电流表示数减小.正确选项为A .讨论:比较通过1R 的电流减少量与电流表示数减少量间的关系.第五节 电压表和电流表典型例题1——关于电压表的改装有一个灵敏电流计G ,内阻g R =10Ω,满偏电流g I =3mA .把它改装成量程为3V 的电压表,要串联一个多大的电阻R ?解:电压表V 由表头G 和分压电阻R 组成,如图所示,虚线框中部分就是电压表的结构.量程为3V 的意思就是当电压表两端加上U =3V 的电压时,表头两端的电压达到满偏电压g U ,通过表头的电流达到满偏电流g I ,表头的指针此时指向最大刻度处,而最大刻度处则直接标上3V .表头G 的满偏电压g U =g I g R =0.03V ,分压电阻R 分担的电压应该为A U =U -g U =3V —0.03V=2.97V .根据欧姆定律可以求出分压电阻:Ω=====990g g R gg R g R R R R U U R U U I U I U R 电压表V 的内阻V R 等于g R 和串联的分压电阻R 的总和,即V R =g R +R =1000Ω.典型例题2——关于电流表的改装有一个灵敏电流计G ,内阻g R =25Ω,满偏电流g I =3mA .把它改装成量程为0.6A 的电流表,要并联一个多大的电阻R ?解:电流表A 由表头G 和分流电阻R 组成,如图所示,虚线框中部分就是电流表的结构.量程为0.6A 的意思就是当通过电流表的电流I =0.6A 时,通过表头的达到满偏电流g I ,表头两端的电压达到满偏电压g U ,表头的指针此时指向最大刻度处,而最大刻度处则直接标上0.6A .。
恒定电流习题精选(基础全面)
恒定电流章节练习一、单选题(本大题共32小题,共128.0分)1.如图,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为标识不清的小灯泡L1的U-I图线,将L1与该电源组成闭合电路时,L1恰好能正常发光.另有一相同材料制成的灯泡L2,标有“6V,22W”,下列说法中正确的是()A.电源的内阻为3.125ΩB.把灯泡L1换成L2,L2可能正常发光C.把灯泡L1换成L2,电源的输出功率可能相等D.把灯泡L1换成L2,电源的输出功率一定变小2.如图所示为三个门电路符号,A输入端全为“1”,B输入端全为“0”,下列说法正确的是()A.甲为“非”门,输出为“1”B.乙为“或”门,输出为“0”C.乙为“与”门,输出为“0”D.丙为“或”门,输出为“0”3.在图中所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触片向b端移动时()A.伏特表V读数增大,电容C的电荷量在减小B.安培表A的读数增大,电容C的电荷量在增大C.伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小D.伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大4.如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线.关于它们的电阻值及串联或并联后电路中的总电流比较正确的是()A.电阻R1的阻值比电阻R2的阻值大B.电阻R2阻值比电阻R1的阻值大C.两电阻串联后比并联后接入同一电源,电路中的总电流大D.两电阻并联后比串联后接入同一电源,电路中的总电流小5.在如图所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线.用该电源与电阻R组成闭合电路.由图象判断错误的是()A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的效率为80%D.电源的输出功率为4 W6.如图甲所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化,图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况,则说法正确的是()A.图线a表示的是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况B.图线b表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况D.此过程中电压表V3示数的变化量△U3和电流表示数变化量△I的比值绝对值变大7.如图为某智能手机电池上的信息,电池支持“9V2A”快充技术,电池充满仅需约1.3小时,轻度使用状态可使用一天.下列说法正确的是()A.9.88W h为该电池的电量B.4.35V为该电池的电动势C.轻度使用时的平均功率约0.1WD.根据数据可以计算得到该电池的容量约为2600m A h8.如图所示,直线A、B分别为电源a,b的路端电压与电流的关系图线,设两个电源的内阻分别为r a和r b,若将电阻R分别接到a,b两电源上,则()A.r a>r bB.R接到A电源上,电源的效率较高C.R接到B电源上时,电源内阻的热功率较高D.不论R多大,电源A的输出功率总比电源B的输出功率大9.满足下列哪一个条件,金属导体中就产生恒定电流?()A.有自由电子B.导体两端有电势差C.导体两端有方向不变的电压D.导体两端有恒定电压10.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干.设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝电阻值R2串联后接到直流电源上,吹风机两端电压为U,电流为I、消耗的功率为P,则下列关系式中正确的是()A.P=UIB.P=I2(R1+R2)C.P>UID.P<I2(R1+R2)11.铅蓄电池的电动势为2V,这表示()A.电路中每通过1C的电量,电源就把2J的电能转化为化学能B.蓄电池两极的电压为2VC.蓄电池在1秒内将2J的化学能转化为电能D.蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大12.如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r=R,各定值电阻的阻值均为R.先只闭合开关s1,此时电源效率为η1;再闭合开关S2,此时电源效率为η2,则η1与η2的比值为()A.2:1B.4:3C.4:51D.5:613.如图所示,图线表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是()A.R1:R2=3:1B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2C.将R1与R2串联后接于电源上,则功率之比P1:P2=1:3D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1:I2=1:314.通过一个导体的电流是5A,经过4min通过该导体横截面的电荷量是()A.20 CB.50 CC.1200 CD.2000 C15.关于三个公式P=UI、P=I2R、P=U2R的适用范围,以下说法正确的是()A.第一个公式普遍适用于求电功率,后两式普遍适用于求热功率B.在纯电阻电路中,三个公式既适用于求电功率,又适用于求热功率C.在非纯电阻电路中,三个公式都适用于求电功率D.由U=IR 可知,三个公式没有任何区别,它们表达相同的意义,所求P 既是电功率也是热功率 16.关于电功、电功率和焦耳定律,下列说法中不正确的是( ) A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多 B.W=UI t 适用于任何电路,而W=I 2R t =U 2R t 只适用于纯电阻的电路C.在非纯电阻电路中,UI >I 2R D.焦耳热Q=I 2R t 适用于任何电路17.如图所示的两条图线分别表示同一电源的内阻发热功率P r 以及电源的总功率P 随干路电流I 的变化图线,其中抛物线OBC 为电源的内阻发热功率P r 随干路电流I 的变化图线,直线OAC 为电源的总功率P 随干路电流I 的变化图线.若线段AB 对应的横坐标为2A ,那么图象中线段AB 所表示的功率差以及电流I=2A 时所对应的外电阻分别为( )A.6W 0.5ΩB.2W 0.5ΩC.2W 0.1ΩD.4W 0.3Ω18.一根粗细均匀的电阻丝阻值为R ,若温度不变,则下列情况中其电阻仍为R 的是( ) A.长度和横截面半径都增大一倍时 B.当长度不变、横截面积增大一倍时 C.当截面积不变、长度增大一倍时 D.当长度和横截面积都缩小一半时 19.初速度为零的电子进入电压为 U 的加速电场,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束.电子电量e 、质量m ,则在刚射出加速电场时,一小段长为△l 的电子束内电子个数为( ) A.I△l e√m 2eU B.I△l eS √m 2eU C.I eS √m 2eU D.SI△l e√m2eU20.某同学将一直流电源的总功率 PE 、输出功率 PR 和电源内部的发热功率 P r 随电 流 I 变化的图线画在同一坐标系中,如图 中的 a 、b 、c 所示.M 为 c 图线的最 高点也是 b 、c 的交点.则下列说法中正确的是( )A.图线b 表示输出功率PR 随电流 I 变化的关系B.图中a 线最高点 N 对应的功率为最大输出功率C.在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A 、B 、C 三点,这三点的纵坐标一定满足关系y A =y B +y CD.b 、c 线的交点 M 与a 、b 线的交点 N 的横坐标之比一定为 1:2,纵坐标之比 一定为 1:3 21.在如图所示的电路中,R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r ,设电流表A 1的读数为I 1,电流表A 2的读数为I 2,电压表A 1的示数为U 1,电压表V 2的读数为U 2,当R 5的滑动触点向a 端移动过程中,电流表A 1的读数变化量大小为△I 1,电流表A 2的读数变化量大小△I 2,电压表V 1的读数变化量大小为△U 1,电压表V 2的读数变化量大小为△U 2,则( ) A.I 1变大、△U 1>△U 2,△U 1△U 1不变B.I 1变大,△U 1<△U 2,△U 1△I 1变小C.I 1变小,I 2变小,△U 2△I 2变小 D.U 1变小,U 2变小,U 2I 2不变22.图表是某逻辑电路的真值表,该电路是( ) 输入 输出 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1A.B.C.D.23.如图所示电路中,R 2、R 3、R 4为定值电阻,当滑动变阻器R 1的滑动头向左滑动时,三个理想电表的示数都发生变化,电流表A 1、A 2、A 3的示数变化量的绝对值分别为△I 1、△I 2、△I 3,下列说法中正确的是( ) A.电流表A 1的示数一定减小 B.电流表A 2的示数一定增大 C.△I 3一定大于△I 1 D.△I 1一定大于△I 224.小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示,P 为图线上一点,PN 为图线过P 点的切线,PQ 为U 轴的垂线,PM 为I 轴的垂线.则下列说法中不正确的是( )A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小B.对应P 点,小灯泡的电阻为R=U 1I 1C.对应P 点,小灯泡的电阻为R=U 1I 2D.对应P 点,小灯泡的电阻为R=U 1I2−I 125.如图是一个将电流表改装成欧姆表的电路示意图,此欧姆表已经调零,用此欧姆表测一阻值为R 的电阻时,指针偏转至满刻度45处,现用该表测一未知电阻,指针偏转到满刻度的15处,则该电阻的阻值为( )A.16RB.10RC.5RD.4R26.如图所示,平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向电阻为零可以视为短路,反向电阻无穷大可以视为段路)连接,电源负极接地.初始电容器不带电,闭合开关S 稳定后,一带电油滴位于电容器极板间的P 点且处于静止状态.下列说法正确的是( )A.减小极板间的正对面积,带电油滴会向下移动,且P 点的电势会降低B.减小极板间的正对面积,带电油滴会向上移动,且P 点的电势会降低C.将下极板上移,带电油滴向上运动D.断开开关S ,带电油滴将向下运动27.机动车的尾气含有铅等大量有害物质,并且也是造成地球“温室效应”的重要因素之一.电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素,正在逐渐被人们接受.某国产品牌电动汽车的铭牌如下,已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压,则下列说法正确的是( )规格后轮驱动直流电动机车型:60″电动汽车电动机额定输出功率:1675W整车质量:400kg额定转速:600r/min蓄电池(容量I t=800A h,输出电压:U≥36V)额定工作电压/电流:36V/50AA.电动汽车正常工作时消耗的电功率1675WB.电动机的内阻为0.5ΩC.蓄电池充满电后储存的电能不小于2.88×104JD.充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16h28.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为()A.1.2A,0.22AB.0.98 A,0.22 AC.0.96 A,0.24 AD.0.24 A,1.2 A29.如图所示的U~I图线中,Ⅰ是电源的路端电压随电流变化的图线,Ⅱ是某电阻两端的电压随电流变化的图线,用该电源向该电阻供电时电阻上消耗的功率和电源的电动势()A.4w和2VB.2w和3VC.2w和2VD.4w和3V30.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示,用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路.在所有可能的各种接法中,下列说法正确的是()A.将R1、R2并联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最低B.将R1、R2并联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最高C.将R1、R2串联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最低D.将R1、R2串联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最高31.两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为lm和2m,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则A和B导线的横截面积之比为( )A.2:3B.1:3C.1:2D.3:132、在如图12所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光。
恒定电流习题(含答案)
恒定电流(一)1.一只普通白炽灯,不通电时灯丝的电阻为R 1;正常发光时灯丝的电阻为R 2。
比较R 1和R 2的大小,应是( )A .R 1>R 2B .R 1<R 2C .R 1=R 2D .条件不足,无法判断 2.在图1所示电路中,A 、B 间的电压保持一定,U AB =6V ,电阻R 1=R 2=4ΩA .开关S 断开时,R 3两端电压是3VB .开关S 接通时,R 3通过的电流是1.5AC .开关S 断开时,R 1通过的电流是0.75AD .开关S 接通时,R 1两端电压是4V3.电阻A ,B 的伏安曲线如图2所示,下面说法正确的是( ) A .两电阻串联后的伏安曲线在区域 I 内,两电阻并联后的伏安曲线在区域 III 内 B .两电阻串联后的伏安曲线在区域 III 内,两电阻并联后的伏安曲线在区域 I内C .A ,B 电阻阻值之比为 1 : 3D .A ,B 电阻阻值之比为 3 : 14.在图3所示的电路中,当电键K 闭合后,电流表A 的示数为零,电压表V 1的示数为6V ,电压表V 2的示数为零。
导线、电表、电键及各接线处均无问题,这说明断路的是( ) A .电阻R 1 B .电阻R 2 C .电阻R 3D .串联电池组5.图4中,四盏灯分别标为:L 1(4V ,),L 2(5V ,), L 3(6V ,),L 4(10V ,10W )。
那么,将电路两端接到8V 电源上后,它们消耗的电功率P 1、P 2、P 3、P 4的关系是( )A .P 1 > P 2 > P 3 > P 4B .P 2 > P 1 > P 4 > P 3C .P 2 > P 1 > P 3 > P 4D .P 1 > P 2> P 4 > P 36.一根粗细均匀、阻值为16Ω的电阻丝,保持温度不变,若先将它等分成4段,每段电阻为R 1,再将这4段电阻丝并联,并联后总电阻为R 2,则R 1与R 2的大小依次为( )A .1Ω,ΩB .2Ω,ΩC .2Ω,1ΩD .4Ω,1Ω7.如图5所示电路,电源的电动势为12V ,L 为灯泡,R 1和R 2为定值电阻,若用电压表测得A 、B 两点间的电压为12V ,则说明( ) A .L 、R 1和R 2都断了B .L 、R 1和R 2都是好的C .L 是好的,R 1和R 2中至少有一个断了D .R 1和R 2是好的,L 断了8.在图6所示的电路中,电源电动势为E ,内阻为零,电阻R 1=2R 2,R 1 R 32 图3图6L图5图1 4图4图2在R2的两端并联上一段电阻忽略不计的导线L,则()A.通过电阻R1和R2的电流I1=I2B.R1两端电压U1=2E/3C.导线L中通过的电流I L=E/R1D.使电阻R2断路,通过R1的电流不发生变化9.用两根导线组成输电线路,输电的功率为4400kW。
恒定电流练习题(试题)
命题人: 审核人: 命题时间:一.选择题(本题共12小题,每题4分,满分48分。
每题所给的选项中,有的只有一个是正确的,有的有几个正确,全部选对的得4分,部分选对的得2分,有错选或不选的得0分) 1.关于电源,下列说法正确的是( )A .电源是将电能转化为其他形式的能的装置B .电源是把电子从正极经电源内部搬运到负极的装置C .电源的作用是使导线中形成静电场D .电源的作用是维持导线两端一定的电势差 2.关于电动势,下列说法正确的是( )A .在电源内部,把正电荷从负极移动到正极,非静电力做功,电势能增加B .对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大C .电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送所做的功越多D .电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送的电荷量越多 3.关于电流的速度,下列说法正确的是( )A .电荷的定向移动形成电流,所以电流的传导速率等于自由电荷的定向移动的速率B .电流的传导速率等于自由电荷的无规则热运动的速率C .电流的传导速率等于电场的传播速率D .电流的传导速率近似等于光速4.一横截面积为S 的铜导线,流经其中的电流为I ,设每单位体积的导线中有n 个自由电子,电子的电荷量为q ,此时电子的定向移动速度为v ,在t 时间内,通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( )A .nvStB .Nvt C.It q D.ItSq5.半径为R 的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q ,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有( )A .若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍B .若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C .若使ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变大D .若使ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小 6.如图为一块手机电池的背面印有的一些符号,下列说法正确的是( )A .该电池的容量为500 mA·hB .该电池的电动势为3.6 VC .该电池在工作1小时后达到的电流为500 mAD .若电池以10 mA 的电流工作,可用50小时 7.某电源的电动势为3.6 V ,这表示( )A .电路通过1 C 的电荷量,电源把3.6 J 其他形式的能转化为电能 C .该电源比电动势为1.5 V 的电源做功多D .该电源与电动势为1.5 V 的电源相比,通过1 C 电荷量时转化的电能多8.某导体中的电流随其两端的电压变化,如图实线所示,则下列说法中正确的是( )A .加5 V 电压时,导体的电阻是5 ΩB .加12 V 电压时,导体的电阻是8 ΩC .由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小 9.如图为给出的几种电学元件的电流与电压关系图象,对下图认识正确的有()A .这四个图象都是伏安特性曲线B .这四种电学元件都是线性元件C .①②是线性元件,③④是非线性元件D .这四个图象中,直线的斜率都表示了元件的电阻 10. 根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )A .由关系式U =IR 可知,导体两端的电压U 由通过它的电流I 和它的电阻R 共同决定B .由关系式R =U /I 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C .由关系式I =U /R 可知,导体中电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比D .由关系式R =U /I 可知,对一个确定的导体来说,所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值 11.把电流表改装成电压表时,下列说法正确的是( ) A .改装的原理是串联电阻有分压作用B .改装成电压表后,原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了C .改装后原电流表自身的电阻也增大了D .改装后使用时,加在原电流表两端的电压的最大值不可能增大12.如图所示的电路中,若ab 为输入端,AB 为输出端,并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央,则()命题人: 审核人: 命题时间:A .空载时输出电压U AB =U ab2B .当AB 间接上负载R 时,输出电压U AB <U ab2C .AB 间的负载R 越大,U AB 越接近U ab2 D .AB 间的负载R 越小,U AB 越接近U ab213如图所示的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G 和一个变阻器R 组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )A .甲表是电流表,R 增大时量程增大B .甲表是电流表,R 增大时量程减小C .乙表是电压表,R 增大时量程减小D .上述说法都不对14.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是( )A .Q =UItB .Q =I 2Rt C .Q =U 2R t D .W =Pt15.在某段电路中,其两端电压为U ,通过的电流为I ,通电时间为t ,若该电路电阻为R ,则关于电功和电热的关系,下列结论正确的是( )A .在任何电路中,电功UIt =I 2RtB .在任何电路中,电功为UIt ,电热为I 2RtC .在纯电阻电路中,UIt =I 2RtD .在非纯电阻电路中,UIt ≥I 2Rt16.电动机的电枢阻值为R ,电动机正常工作时,两端的电压为U ,通过的电流为I ,工作时间为t ,下列说法中正确的是( )A .电动机消耗的电能为UItB .电动机消耗的电能为I 2RtC .电动机线圈产生的热量为I 2RtD .电动机线圈产生的热量为U 2tR17.两只额定电压均为110 V 的灯泡A 和B ,额定功率分别为100 W 和40 W ,为了使它们接到220 V 电源上能正常发光,同时电路消耗的电功率最小,如图所示电路中最合理的是图( )18.现有半球形导体材料,接成如图所示甲、乙两种形式,则两种接法的电阻之比R 甲:R 乙为( )A .1:1B .1:2C .2:1D .1:419.关于金属的电阻率,下列说法正确的是( )A .纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大B .纯金属的电阻率随温度的升高而减小,绝缘体的电阻率随温度的升高而增大C .合金的电阻率随温度的升高而减小D .电阻率的大小只随温度的变化而变化,与材料无关20. 在如下图所示的电路中,E 为电源电动势,r 为电源内阻,R 1和R 3均为定值电阻,R 2为滑动变阻器.当R 2的滑动触头在a 端时合上开关S ,此时三个电表A 1,A 2和V 的示数分别为I 1,I 2和U .现将R 2的滑动触头向b 端移动,则三个电表示数的变化情况是( )A .I 1增大,I 2不变,U 增大B .I 1减小,I 2增大,U 减小C .I 1增大,I 2减小,U 增大D .I 1减小,I 2不变,U 减小命题人:审核人:命题时间:二.填空题(本题共2小题,每空6分,共12分。
人教版高中物理电磁学恒定电流经典大题例题
(每日一练)人教版高中物理电磁学恒定电流经典大题例题单选题1、如图所示电路,电源内阻为r,两相同灯泡L1、L2电阻均为R,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表。
闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。
现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表V1、V2示数变化量绝对值分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数变化量为ΔI,则下列说法中错误的是()A.两灯泡逐渐变亮B.油滴将向下运动C.ΔU2ΔI=R+r D.ΔU2>ΔU1答案:B解析:A.滑片向上滑动,其阻值减小,总电阻减小,回路中电流变大,两灯变亮,选项A正确;B.总电流增大,故内电压增大,所以外电压减小,即V1的示数减小,而L1的电压变大,所以并联部分L2的电压减小,所以V2的示数及电容器板间电压变小,应放电,但二极管的单向导电性使电荷不能放出,由于Q不变,则由C=QU=εS4πkdE=U d得E=4πkQ εS可知E不变,油滴静止不动,选项B错误;C.把L1电阻R看作电源内阻一部分,ΔU2就是R+r两端电压的增加量,也是电容器两板间电压减少量,则ΔU2Δl=R+r选项C正确;D.由闭合电路欧姆定律可得ΔU1ΔI=r所以ΔU2>ΔU1选项D正确。
本题选错误的,故选B。
2、如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。
长为l的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴OO′上,随轴以角速度ω匀速转动。
在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。
已知重力加速度为g,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是()A.棒产生的电动势为12Bl2ωB.微粒的电荷量与质量之比为2gdBr2ωC.电阻消耗的电功率为πB2r4ω2RD.电容器所带的电荷量为CBr2ω答案:B解析:A.如图所示,金属棒绕OO′轴切割磁感线转动,棒产生的电动势E=Br⋅ωr2=12Br2ωA错误;B.电容器两极板间电压等于电源电动势E,带电微粒在两极板间处于静止状态,则q Ed=mg即q m =dgE=dg12Br2ω=2dgBr2ωB正确;C.电阻消耗的功率P=E2R=B2r4ω24RC错误;D.电容器所带的电荷量Q=CE=CBr2ω2D错误。
恒定电流例题
例1.如图所示电路,电路消耗的总功率为40W ,电阻R 1为4Ω,R 2为6Ω,电源内阻 r 为0.6Ω,电源的效率为94%,求:(1)a 、b 两点的电压;(2)电源电动势.例2:在如图所示的电路中,R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源 的电动势为E ,内阻为r .设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U . 当R 5的 滑动触点向图中a 端移动时 ( )A .I 变大,U 变小 B.I 变大,U 变大 C.I 变小,U 变大 D.I 变小,U 变小例3.如图所示的电路中,E 为电源电动势,r 为电源内阻,R 1和R 3均为定值电阻,R 2 为滑动变阻器.当R 2的滑动触点在a 端、合上开关S 时,三个电表A 1、A 2和V 的 示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑动触点向b 端滑动,则三个电表示数的变化情况 是 ( )A .I 1增大,I 2不变,U 增大 B. I 1减小,I 2增大,U 减小 C. I 1增大,I 2减小,U 增大 D. I 1减小,I 2不变,U 减小 例4.如图所示,电路中电源的电动势E=5V ,内电阻r =10Ω,固定电阻 R =90Ω,R 0是可变电阻,在R 0从零增加到400Ω的过程中,求: (1)可变电阻R 0上消耗功率最大的条件和最大热功率; (2)电池的内阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和; (3)电池的最大输出功率及此时电源的效率.例5.如图(a )所示电路,当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程 中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图(b )中的AC 、 BC 两直线所示,不考虑电表对电路的影响.(1)电压表V 1、V 2的示数随电流表示数的变化图象应分别 为U -I 图象中的哪一条直线?(2)定值电阻R 0、变阻器的总电阻分别为多少? (3)试求出电源的电动势和内电阻.(4)变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中,变阻器消耗的最大电功率为多少?例6.有两个分别标有“10k Ω,81W ”、“20k Ω,41W ”的电阻,若将它们串联时能加的总电压是多少?若并联呢?例7竖直放置的一对平行金属板的左板上用绝缘细线悬挂了一个带正电的小球,将平行 金属板按图所示的电路连接。
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恒定电流专题1、在如图所示的电路中,R 1、R2、R 3和R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r 。
设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U 。
当R5的滑动触点向图中a 端移动时,( )A I 变大,U 变小B I 变大,U 变大C I 变小,U 变大D I 变小,U 变小2、一电池外电路断开时的路端电压为3V ,接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V ,则可以判定电池的电动势E 和内电阻r 为( )A .E=2.4V , r=1ΩB .E=3V , r=2ΩC .E=2.4V, r=2ΩD .E=3V , r=1Ω3、如图所示,电池的内阻可以忽略示计,电压表和可变电阻器R 串联接成通路,如果可变电阻器R 的值减为原来的31时,电压表的读数由U 0增加到2U 0,则下列说法正确的是( )A .流过可变电阻器R 的电流增大为原来的2倍B .可变电阻器R 消耗的电动率增加为原来的4倍C .可变电阻器两端的电压减小为原来的32 D .若可变电阻器R 的阻值减小到零,那么电压表的示数为4U 04、两根长度都为L 的同种材料制成的导线a 和b 串联后接入电路,使电流从a 的起端流入,从b 的末端接地,若此导线上各点电势如图所示,则导线a 和b 的横截面积之比S a :S b 为( )A .2 :1B .1 :2C .4 :1D .1 :45、如图所示,将一电动势E =1.5V ,内阻r=1.0Ω的电源和粗细均匀的电阻丝相连,电阻比长度L=0.279m ,电阻R=99Ω,电容C=0.2μF ,当滑动触头P 以4×10—3m/s 的速度向右滑动时,下列说法中正确的是( ) A .电容器C 充电,流过电流计G 的电流方向为a →G →bB .电容器C 放电,流过电流计G 的电流方向为b →G →aC .每秒钟电容器两极板的电压减少量的0.02VD .流过电流计的电流是4×10—3mA 6、如图所示,电源电动势为12V ,L 为灯泡,R 1和R 2为电阻器,若用伏特表测得A 、B两点间的电压为12V,则表明()A.L、R1和R2都断了B.L、R1和R2都是好的C.R1、R2是好的,L断了D.L是好的,R1和R2至少有一个断了7、如图所示,电动势为 、内阻为r的电源与电阻R1、R1、R3、平行板电容器AB及电流表组成电路,滑动变阻器R1处于某位置时,A、B间的带电油滴静止不动,当滑动变的触头向右滑动时,下列判断正确的是()阻器RA.电流表读数增大,油滴向上运动B.电流表读数增大,油滴向下运动C.电流表读数减小,油滴向上运动D.电流表读数减小,油滴向下运动8、如图所示的电路中,把R由2Ω改变为6Ω时,电流强度减小为原来的一半,则电源的内电阻应为()A.4ΩB.8ΩC.6ΩD.2Ω9、如图所示电路中A、B、C、D是四只相同的电灯,当滑动变阻器的滑键向下滑动时,下列说法正确的是()A.A灯变亮B.B灯变亮C.C灯变亮D.D灯变亮10、如图电源内阻为r,固定电阻R0=r,可变电阻R x的总电阻值为2r,若变阻器触头P 由图示位置自左向右滑动。
人教版高中物理电磁学恒定电流典型例题
(每日一练)人教版高中物理电磁学恒定电流典型例题单选题1、如图所示的电路中,闭合电键S,灯泡L1、L2均能正常发光,由于电路中某处断路,结果灯泡L1变亮,L2变暗,电压表和电流表(均为理想电表)的示数均变小,则此故障可能是()A.R1断路B.R2断路C.R3断路D.R4断路答案:A解析:A.若R1断路,相当于R1电阻变为无穷大,根据“串反并同”可知,灯泡L1变亮,L2变暗,电压表和电流表的示数均变小。
故A符合题意;B.若R2断路,相当于R2电阻变为无穷大,根据“串反并同”可知,灯泡L1变暗,L2变暗,电压表的示数变大,电流表的示数变小。
故B不符合题意;C.若R3断路,相当于R3电阻变为无穷大,根据“串反并同”可知,灯泡L1变暗,L2变暗,电压表的示数变大,电流表的示数变大。
故C不符合题意;D.若R4断路,相当于R4电阻变为无穷大,根据“串反并同”可知,灯泡L1变暗,L2变亮,电流表的示数变小;同理得R2两端的电压减小,R3两端电压增大,而电压表是测两个电阻的总电压,由于不知电路中电阻的具体阻值,故无法判断电压表示数的变化。
故D不符合题意。
故选A。
2、某节水喷灌系统如图所示,水以v0=15m/s的速度水平喷出,每秒喷出水的质量为2.0kg。
喷出的水是从井下抽取的,喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。
水泵由电动机带动,电动机正常工作时,输入电压为220V,输入电流为2.0A。
不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。
已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%,忽略水在管道中运动的机械能损失,则()A.每秒水泵对水做功为75JB.每秒水泵对水做功为225JC.水泵输入功率为440WD.电动机线圈的电阻为10Ω答案:D解析:AB.每秒喷出水的质量为m0=2.0kg,抽水增加了水的重力势能和动能,则每秒水泵对水做功为W=m0gH+12m0v02=300J故AB错误;C.水泵的输出能量转化为水的机械能,则P 出=Wt=300W而水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%,则P 入=P出75%=400W故C错误;D.电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率,则电动机的机械功率为P 机=P入=400W而电动机的电功率为P电=UI=440W 由能量守恒可知P 电=I2R+P机联立解得R=10Ω故D正确;故选D。
高二物理恒定电流典型例题
高二物理恒定电流典型例题典型例题1——电流的计算(1)在金属导体中,若10s 内通过横截面的电量为10C ,则导体中的电流为I =___________A ;(2)某电解槽横截面积为0.5m 2,若10s 内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C ,则电解液中的电流为I =___________A .典型例题2——关于等效电流的计算氢原子的核外只有一个电子,设电子在离原子核距离为R 的圆轨道上做匀速圆周运动.已知电子电量为e ,运动速率为v .求电子绕核运动的等效电流多大?典型例题3——关于欧姆定律的简单应用电路中有一段导体,给它加上3V 的电压时,通过它的电流为mA 2,可知这段导体的电阻为________Ω;如果给它两端加2V 的电压,则通过它的电流为______mA ;如果在它两端不加电压,它的电阻为_______Ω.典型例题4——关于电流和电阻关于电流和电阻,下列说法中正确的是( )A .电流的方向与导体中电荷的定向移动方向相同B .金属导体温度升高时,由于自由电子的热运动加剧,所以电流增大C .由I U R /=可知,I 一定时,导体的电阻 R 与 U 成正比,U 一定时,R 与I 成反比D .对给定的导体,比值I U /是个定值,反映导体本身的一种性质典型例题5——关于伏安特性曲线有两段导体,它们的伏安特性曲线分别为下图中的1、2所示,则两段导体的电阻之比=21:R R ______;当两段导体中的电流相等时,他们的电压之比=21:U U ______;当两段导体两端的电压相等时,通过他们的电流强度之比=21:I I ________.典型例题6——关于电阻的计算有一段粗细均匀的导线.电阻是4Ω,把它对折起来作为一条导线用,电阻是多大?如果把它均匀拉长到原来的两倍,电阻又是多大?典型例题7——欧姆定律一条粗细均匀的导线长1200m ,在其两端加上恒定的电压时,测得通过它的电流为0.5A 如剪去一段后,在剩余部分的两端加同样的恒定电压时,通过它的电流为0.6A .则剪去的导线长度有多少?典型例题8——关于材料的电阻率关于材料的电阻率,下列说法正确的是()A .把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的3/1.B .材料的电阻率随温度的升高而增大.C .纯金属的电阻率较合金的电阻率小.D .电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大.典型例题9——关于白炽灯使用实际伏安特性曲线一个标有“220V ,60W ”的白炽灯泡,加上的电压U 由零逐渐增大到220V ,在此过程中电压U 和电流I 的关系可用图线表示,在留给出的四个图中,肯定不符合实际情况的是( )典型例题10——对于纯电阻电路电功率公式的灵活运用为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半,应采取下列哪些措施.( )A 、保持电阻不变,使电流减半B 、保持电阻不变,使电压减半C 、保持电炉两端电压不变,使其电阻减半D 、使电压和电阻备减半典型例题11——计算用电器的电功率的适用公式对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )A .R I P 2= B .RU P 2= C .UI P = D .t W P =典型例题12——关于直流电动机的线圈电阻如图所示,用直流电动机提升重物,重物的质量kg 50=m ,电源供电电压为110V ,不计各处摩擦,当电动机以m/s 90.0=v 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为5A ,则电动机线圈的电阻为多大?(g 取2m/s 10)典型例题13——关于白炽灯的实际功率一只白炽灯标有“220V ,100W ”的字样,他在正常发光时的电阻多大?当实际电压为55V时,灯泡的实际功率怎样?典型例题14——并联电路中的电流、功率按电阻分配将分别标有“Ω100、W 4”和“Ω5.12、W 8”的两电阻并联后接入电路,则电路两端允许加的最高电压为_____V .干路中允许通过的最大电流为______A .这一并联电路的额定功率为______W .典型例题15——关于电流表与电压表在电路中的串接如图所示,电源电压V 15=U 不变,电阻Ω=21R 、Ω=32R 、Ω=63R ,则当a 、b 间接一只理想电流表时,电流表的读数为______A .当a 、b 间接一只理想的电压表时,电压表的读数为________V .典型例题16——电容器在电路中的连接如图所示,电阻Ω=21R ,Ω=42R ,Ω=63R .电容F 5μ=C .电源电压V 6=U 不变,分别求电键S 断开和闭合两种情况下,电路达稳定状态后电容器的带电量和电源对电路提供的功率.典型例题17——可变电阻对路中电流变化趋势的影响如图所示,电源电压U 保持不变,当可变电阻3R 的滑动端P 自左向右滑动的过程中,各电阻两端的电压、通过各电阻的电流分别怎样变化?典型例题18——关于电源和直流电路的性质关于电源和直流电路的性质,下列说法正确的是( )A .电源被短路时,放电电流无穷大B .外电路断路时,路端电压最高C .外电路电阻值减小时,路端电压升高D .不管外电路电阻怎样变化,其电源的内、外电压之和保持不变典型例题19——关于电阻的内电阻的求解电动势为2V 的电源跟一个阻值R =9Ω的电阻接成闭合电路,测得电源两端电压为1.8V ,求电源的内电阻.典型例题20——可变电阻的阻值变化对电流以及电压的影响如图所示的电路中,当可变电阻R 的值增大时( )A 、ab 两点间的电压增大B 、ab 两点间的电压减小C 、通过电阻R 的电流增大D 、通过电阻R 的电流减小典型例题21——电源的外特性曲线如图所示为某一电源外电路的伏安特性曲线,由图可知,该电源的电动势为_________V .内阻为______Ω,外电路短路时通过电源的电流强度为______A .典型例题22——闭合电路的欧姆定律如图所示,Ω=51R ,Ω=92R .当开关S 断开时,电流表的示数为A 2.0=I ,当开关S 闭合时,电流表的示数为A 3.0='I .求:(1)电源的电动势和内阻.(2)S 断开和闭合两种情况下,电源的输出功率.典型例题23——闭合电路欧姆定律的应用在下图中,电源的电动势和内阻分别是E 和r ,两定值电阻Ω=101R ,Ω=82R ,当开关S 接1时,电压表示数为2V ,则当S 接2时,电压表示数可能值的范围是多少?典型例题24——有变阻的电路其输出功率的范围值如图所示,Ω=81R ,电源的电动势V 8=E ,内阻Ω=2r ,2R 为变阻器,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,2R 的值应是多大?这时2R 的功率多大?(2)要使1R 得到最大的电功率,2R 的取值多大?1R 的最大功率多大?这时电源的效率多大?(3)调节2R 的阻值,能否使电源有最大的功率r E 4/2输出?为什么?典型例题25——由图象判断电源电动势和电阻阻值如图所示中的图线a 是某电源的外特性曲线,图线b 是电阻R 的伏安特性曲线,这个电源的内阻等于________Ω.用这个电源和两个电阻R 串联形成闭合电路,电源的输出功率为______W .典型例题26——变阻对电路中电流和电压值的影响如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动头向上移动时,下列结论正确的是( )A .电压表的示数增大,电流表的示数减小.B .电压表和电流表的示数都增大.C .电压表的示数减小,电流表的示数增大.D .电压表和电流表的示数都减小.典型例题27——关于电流表、电压表的改装有一只满偏电流mA 500=Ig ,内阻Ω=400Rg 的电流表G .若把它改装成量程为10V 的电压表,应______联一个______Ω的分压电阻.该电压表的内阻为______Ω;若把他改装成量程为3A 的电流表,应______联一个____Ω的分流电阻,该电流表的内阻为_____Ω.典型例题28——关于不理想电压表测得的误差如图所示,a 、b 两端的电压恒定,电阻Ω=k R 21,用内阻Ω=k 2v R 的电压表测得电阻1R 两端的电压为2V ,测得2R 两端的电压为4V ,则a 、b 两端的电压为()A .6VB .8VC .10VD .12V典型例题29——关于恒定电流实验题1.图一中螺旋测微器读数为_____mm 。
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恒定电流【例1】 实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示:解:灯丝在通电后一定会发热,当温度达到一定值时才会发出可见光,这时温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。
随着电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将会增大,温度升高,电阻率也将随之增大,电阻增大,。
U 越大I-U 曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小,选A 。
【例2】下图所列的4个图象中,最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P 与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象C. D.解:此图象描述P 随U 2变化的规律,由功率表达式知:RU P 2=,U 越大,电阻越大,图象上对应点与原点连线的斜率越小。
选C 。
【例3】 某一电动机,当电压U 1=10V 时带不动负载,因此不转动,这时电流为I 1=2A 。
当电压为U 2=36V 时能带动负载正常运转,这时电流为I 2=1A 。
求这时电动机的机械功率是多大?解:电动机不转时可视为为纯电阻,由欧姆定律得,Ω==511I U R ,这个电阻可认为是不变的。
电动机正常转动时,输入的电功率为P 电=U 2I 2=36W ,内部消耗的热功率P 热=RI 22=5W ,所以机械功率P =31W由这道例题可知:电动机在启动时电流较大,容易被烧坏;正常运转时电流反而较小。
【例4】某一直流电动机提升重物的装置,如图所示,重物的质量m =50kg ,电源提供给电动机的电压为U =110V ,不计各种摩擦,当电动机以v =0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时,电路中的电流强度I =5.0A ,求电动机的线圈电阻大小(取g =10m/s 2).A. B. U U 2 o 2解析:电动机的输入功率P =UI ,电动机的输出功率P 1=mgv ,电动机发热功率P 2=I 2r而P 2=P - P 1,即I 2r= UI -mgv代入数据解得电动机的线圈电阻大小为r =4Ω【例5】 来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV 的直线加速器加速,形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。
已知质子电荷e =1.60×10-19C 。
这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。
假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n 1和n 2,则n 1∶n 2=_______。
解:按定义,.1025.6,15⨯==∴=eI t n t ne I 由于各处电流相同,设这段长度为l ,其中的质子数为n 个, 则由v n l nev I v l t t ne I 1,∝∴===得和。
而12,,212212==∴∝∴=s s n n s v as v串并联电路 电表的改装教学过程:一、串并联与混联电路【例1】 已知如图,R 1=6Ω,R 2=3Ω,R 3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。
解:本题解法很多,注意灵活、巧妙。
经过观察发现三只电阻的电流关系最简单:电流之比是I 1∶I 2∶I 3=1∶2∶3;还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω,因此电压之比是U 1∶U 2∶U 3=1∶1∶2;在此基础上利用P=UI ,得P 1∶P 2∶P 3=1∶2∶6【例2】 已知如图,两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V ,60W ”和“110V ,100W ”,另外有一只滑动变阻器R ,将它们连接后接入220V 的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路?A. B. C.D. LLR R R 2解:A 、C 两图中灯泡不能正常发光。
B 、D 中两灯泡都能正常发光,它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同,因此消耗的电功率一定相等。
可以直接看出:B 图总功率为200W ,D 图总功率为320W ,所以选B 。
【例3】 实验表明,通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I 跟电压U 之间遵循I =kU 3的规律,其中U 表示棒两端的电势差,k =0.02A/V 3。
现将该棒与一个可变电阻器R 串联在一起后,接在一个内阻可以忽略不计,电动势为6.0V 的电源上。
求:(1)当串联的可变电阻器阻值R 多大时,电路中的电流为0.16A ?(2)当串联的可变电阻器阻值R 多大时,棒上消耗的电功率是电阻R 上消耗电功率的1/5?解:画出示意图如右。
(1)由I =kU 3和I =0.16A ,可求得棒两端电压为2V ,因此变阻器两端电压为4V ,由欧姆定律得阻值为25Ω。
(2)由于棒和变阻器是串联关系,电流相等,电压跟功率成正比,棒两端电压为1V ,由I =kU 3得电流为0.02A ,变阻器两端电压为5V ,因此电阻为250Ω。
【例4】 左图为分压器接法电路图,电源电动势为E ,内阻不计,变阻器总电阻为r 。
闭合电键S 后,负载电阻R 两端的电压U 随变阻器本身a 、b 两点间的阻值R x 变化的图线应最接近于右图中的哪条实线A.①B.②C.③D.④解:当R x 增大时,左半部分总电阻增大,右半部分电阻减小,所以R 两端的电压U 应增大,排除④;如果没有并联R ,电压均匀增大,图线将是②;实际上并联了R ,对应于同一个R x 值,左半部分分得的电压将比原来小了,所以③正确,选C【例5】 已知如图,电源内阻不计。
为使电容器的带电量增大,可采取以下那些方法:A.增大R 1B.增大R 2C.增大R 3D.减小R 1解:由于稳定后电容器相当于断路,因此R 3上无电流,电容器相当于和R 2并联。
只有增大R 2或减小R 1才能增大电容器C两端的电压,从而增大其带电量。
改变R 3不能改变电容器的带电量。
因此选BD 。
BR x o【例6】已知如图,R 1=30Ω,R 2=15Ω,R 3=20Ω,AB 间电压U =6V ,A 端为正C =2μF ,为使电容器带电量达到Q =2×10- 6C ,应将R 4的阻值调节到多大?解:由于R 1 和R 2串联分压,可知R 1两端电压一定为4V ,由电容器的电容知:为使C 的带电量为2×10-6C ,其两端电压必须为1V ,所以R 3的电压可以为3V 或5V 。
因此R 4应调节到20Ω或4Ω。
两次电容器上极板分别带负电和正电。
还可以得出:当R 4由20Ω逐渐减小的到4Ω的全过程中,通过图中P 点的电荷量应该是4×10-6C ,电流方向为向下。
【例7】如图所示的电路中,4个电阻的阻值均为R ,E 为直流电源,其内阻可以不计,没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d .在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m ,电量为q 的带电小球.当电键K 闭合时,带电小球静止在两极板间的中点O 上.现把电键打开,带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动,并与此极板碰撞,设在碰撞时没有机械能损失,但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷,而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷.解:由电路图可以看出,因R 4支路上无电流,电容器两极板间电压,无论K 是否闭合始终等于电阻R 3上的电压U 3,当K 闭合时,设此两极板间电压为U ,电源的电动势为E ,由分压关系可得U =U 3=32E ① 小球处于静止,由平衡条件得dqU =mg ② 当K 断开,由R 1和R 3串联可得电容两极板间电压U ′为U ′=2E ③由①③得U ′=43U ④ U ′<U 表明K 断开后小球将向下极板运动,重力对小球做正功,电场力对小球做负功,表明小球所带电荷与下极板的极性相同,由功能关系 mg 2d -q 212='U mv 2-0 ⑤因小球与下极板碰撞时无机械能损失,设小球碰后电量变为q ′,由功能关系得q ′U ′-mgd =0-21mv 2 ⑥ 联立上述各式解得q ′=67q 即小球与下极板碰后电荷符号未变,电量变为原来的67. 【例8】如图所示,电容器C 1=6μF ,C 2=3μF ,电阻R 1=6Ω,R 2=3Ω,当电键K 断开时,A 、B 两点间的电压U AB =?当K 闭合时,电容器C 1的电量改变了多少(设电压U =18 V )?解:在电路中电容C 1、C 2的作用是断路,当电键K 断开时,电路中无电流,B 、C 等电势,A 、D 等电势,因此U AB =U DB =18 V ,U AB =U AC =U DB =18 V ,K 断开时,电容器C 1带电量为Q 1=C 1U AC =C 1U DC =6×10-6×18 C =1.08×10-4 C. 当K 闭合时,电路R 1、R 2导通,电容器C 1两端的电压即电阻R 1两端的电压,由串联的电压分配关系得:U AC =211R R U R =12 V 此时电容器C 1带电量为:Q 1′=C 1U AC =7.2×10-5 C电容器C 1带电量的变化量为:ΔQ =Q 1-Q 1′=3.6×10-5 C所以C 1带电量减少了3.6×10-5 【例9】如图所示,四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。
安培表A 1的量程大于A 2的量程,伏特表V 1的量程大于V 2的量程,把它们按图接入电路,则安培表A 1的读数 安培表A 2的读数;安培表A 1的偏转角 安培表A 2的偏转角;伏特表V 1的读数 伏特表V 2的读数;伏特表V 1的偏转角 伏特表V 2的偏转角;(填“大于”,“小于”或“等于”)解:大于 等于 大于 等于【例10】某电流表的内阻在0.1Ω~0.2Ω之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下:A .待测电流表A 1(量程0.6A );B .电压表V 1(量程3V ,内阻约2k Ω)C .电压表V 2(量程15V ,内阻约10k Ω);D .滑动变阻器R 1(最大电阻10Ω)E .定值电阻R 2(阻值5Ω)F .电源E (电动势4V )G .电键S 及导线若干(1)电压表应选用_____________;(2)画出实验电路图;(3)如测得电压表的读数为V ,电流表的读数为I ,则电流表A 1内阻的表达式为:R A = ______________。
解:本题利用电压表指电压,电流表指电流的功能,根据欧姆定律R=I U 计算电流表的内阻。
由于电源电动势为4V , 在量程为15V 的电压表中有32的刻度没有利用,测量误差较大,因而不能选;量程为3V 的电压表其量程虽然小于电源电动势,但可在电路中接入滑动变阻器进行保护,故选用电压表V 1。