恒定电流综合练习

1

R 3

选修3-1《恒定电流》综合练习

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1．如图所示的电路中，R 1=9Ω，R 2=30Ω，S 闭合时，电压表V 的示数为11.4V ，电流表A 的示数为0.2A ，S 断开时，电流表A 的示数为0.3A ，求：

（1）电阻R 3的值；

（2）电源电动势E 和内阻r 的值。

2．相距d =0.1m 水平放置的平行金属板a 和b ，且中央有孔，为其提供电压的电路如图所示， 且已知电源的电动势为E=24V ，内阻为r=5Ω，分压电阻为R 2=100Ω，现闭合电键S ，当 电流达到稳定后，将带电荷量为q=1.0×10-7C 、质量为m=6.0×10-7kg 的液滴从小孔正上 方h=0.1m 高处无初速滴下，为使液滴刚好不落在b 板上。g =10m/s 2，求： (1) R 2两端的电压。 (2) 滑动变阻器R 1的阻值。

3．如图所示，电阻R 1为6Ω，电源内阻r 为1Ω，当合上电键S 且滑动变阻器R 2为3Ω时， 电源的总功率为20W ，电源的输出功率为16W ，灯泡正常发光。求： （1）电灯的电阻和灯的额定功率；

（2）当电键S 断开时，为使灯泡正常发光，滑动变阻器的阻值应调到多少？

2

4．在如图所示的电路中，R 1=2 Ω，R 2=R 3=4 Ω，当电键K 接a 时，R 2上消耗的电功率为4 W ，当电键K 接b 时，电压表示数为4.5 V 。试求：

（1）当电键K 接a 时，通过电源的电流和电源两端的电压； （2）电源的电动势和内阻；

（3）当电键K 接c 时，通过R 2的电流.

5．允许通过的最大电流为2 A 的电源和一个变阻器接成如图（甲）所示的电路，变阻器的 总阻值为R 0=22Ω。电源路端电压U 随外电阻的变化规律如图（乙）所示，图中U =12V 的直线为U-R 图线的渐近线。求： ⑴电源电动势和内阻；

⑵AB 间空载时输出电压的变化范围；

⑶为保证无论怎样调节滑动变阻器都不毁坏电源，AB 间所接负载的最小阻值R 。

6．如图所示，电源电动势E =10V ，内阻r =1Ω，电容器的电容C =40μF ，电阻R 1=R 2=4Ω，R 3=5Ω。接通电键S ，待电路稳定后，求： （1）理想电压表V 的读数；

（2）电容器的带电量。

A B

甲

/Ω

乙

3

R

R 3

7．如图所示，电池的电动势E = 5 V、内阻r = 10Ω，固定电阻R = 90Ω，R0是可变电阻，在R0由零增加到400Ω的过程中，求：

（1）可变电阻R0上消耗热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。

8．在如图所示的电路中，R1是由某金属氧化物制成的导体棒，实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循I＝kU3的规律(式中k＝0.02A/V3)，R2是普通电阻，阻值为24Ω，遵循欧姆定律，电源电动势E＝6V，闭合开关S后，电流表的示数为0.16A。求：

(1)R1两端的电压；

(2)电源的内阻r；

(3)R1、R2和r消耗的电功率P1、P2和P r。

9．三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V，它们的额定电流都为0.3 A。若将它们连接成图甲、图乙所示电路，且灯泡都正常发光。

（1）试求图甲电路的总电流和电阻R2消耗的电功率；

（2）分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。

2甲

3

乙

3

4

10．一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N 的物体时，通过它

的电流是0.2 A 。在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m 。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：

(1)电动机的输入功率；

(2)在提升重物的30 s 内，电动机线圈所产生的热量； (3)线圈的电阻。

11．如图所示，已知电源电动势E ＝6.3 V ，内阻r ＝0.5 Ω，固定电阻R 1＝2 Ω，R 2＝3 Ω，

R 3是阻值为5 Ω的滑动变阻器。按下电键S ，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。

12．如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者

不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻，线路提供电压不变)：

(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V 的电路上，求流过灯泡的电流和

每个灯泡的电阻； (2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R 0串联，接在电压恒定为8 V 的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率。

R

3

V

甲

5

恒定电流综合练习答案

1. 解：（1）630

2.0222=⨯==R I U V ，4.564.1121=-=-=U U U V

A R U I 6.094

.5111===

， A I I I 4.02.06.0213=-=-= Ω===

154

.06

323I U R （2）r E 6.04.11+=…①

r E 3.0)309(3.0++⨯=…②

解①式和②，得12=E V ，Ω=1r

2.解：（1）当液滴从开始刚好能到b 板附近时，对此过程应用动能定理：

00)(-=-+qU d h mg

（或：0212-=

mv mgh 22

1

0mv qU mgh -=-） 解得ab 两板电压（即为R 1两端分压）V 12)

(=+=

q

d h mg U （2）当R 1两端分压为U 时，由闭合电路欧姆定律得：

r R R E

I ++=21

对于部分电路R 2，2

2)(qR d h mg R U I +==

解得：Ω95)()

(21=+-+=

r R d h mg qE

R

3. (1)电键S 合上，r I P P 2

1620=-=-出总，2=I A

IE P =总，所以102

20

==

=

I

P E 总V ， 81210=⨯-=-=Ir E U V 346811===

R U I A ， 3

2

3421=-=-=I I I L A 233

2

22=⨯=

=R I U L V ， 6282=-=-=U U U L V 灯的电阻

93

/26

===

L L L I U R Ω

，

43

2

6I U L L =⨯

==额P W