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()
A.R1断路B.R2断路
C.R3短路D.R4短路
6.在图中所示的电路中,A、B、C分别表示理想电流表或电
压表,它们的示数以安或伏为单位,当电键S闭合后,A、
B、C三块表的示数分别为1、2、3时,灯L1、L2恰好正常
发光。
已知灯L1、L2的额定功率之比为3∶1,则可判定()
A.A、B、C均为电流表
B.A、B、C均为电压表
C.B为电流表,A、C为电压表
D.B为电压表,A、C为电流表
7.如图所示的电路中,C2=2C1,R2=2R1,下列说法正确的是()
A.开关处于断开状态,电容C2的电量大于C1的电量
B.开关处于断开状态,电容C1的电量大于C2的电量
C.开关处于接通状态,电容C2的电量大于C1的电量
D.开关处于接通状态,电容C1的电量大于C2的电量
8.图中电阻R1、R2、R3的阻值相等,电池的内阻不计。
开关
K接通后流过R2的电流是K接通前的()
A.
B.
C.
D.
9.如图所示电路中,当变阻器R3的滑动头P向b
端移动时,()
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
10.一辆电瓶车,质量为500kg,由内阻不计的蓄电池组向
直流电动机提供24V的电压,当电瓶车在水平地面上
以0.8m/s的速度匀速行驶时,通过电动机的电流为5A,
设车所受的阻力是车重的0.02倍(g=10m/s2),则此电动机的内阻是()
A.4.8ΩB.3.2ΩC.1.6ΩD.0.4Ω
第Ⅱ卷(非选择题共110分)
二、本题共三小题,21分。
把答案填在题中的横线上或按题目要求作图
11.(8分)测量电源电动势和内电阻的器材如图A所示,请用实线表示导线,将图A中器材连成实验用电路,实验时经测量得出的数据如下表,请在下图B的方格纸上画出U—I图线。
利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为、。
1
2
3
4
5
6
I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
12.(6分)甲、乙两个同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值,给定器材为:
待测电阻Rx;
电流表mA(量程5mA,内阻约为10Ω);
电压表V(量程3V,内阻约为3000Ω);
最大阻值为1700Ω的滑动变阻器;
电源E(电动势约3V);
开关S、导线若干,甲、乙两个同学的测量数据处理结果分别如图甲、乙所示。
(1)由图甲得Rx=;
由图
乙得Rx=。
(2)在图丙、丁的虚线框中分别画出
甲、乙两位同学所用的测量电路,并由测量结果判定同学测量结果较为准确。
13.(7分)一热敏电阻阻值为温度变化的图象如图,请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路,当温度高于某一值后红色指示灯亮,而温度低于这一值时绿色指示灯亮。
给你的器材有:
如图乙所示的继电器一只
(a、b为常闭触点,c、d为常开触点)、
热敏电阻一只、滑动变阻器一只、红绿指
示灯各一个、两个独立的电池组、开关两
个、导线若干等,并且说明滑动变阻器的
作用。
三、本题共七小题,89分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。
14.(12分)在如图所示的电路中,所用电源电动势E=10V,内电阻r=1.0Ω,电阻R1可调。
现将R1调到3.0Ω后固定。
已知R2=16Ω,R3=
Ω,求:
(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最
大值,应将R1的阻值调到多大?
这时A、B间电路消耗的
电功率将是多少?
15.(12分)在如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω;
电阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω;
R4=35Ω;
电容器的电容C=100μF,电容器原来不带电,求接通开关S后流过R4的总电量。
16.(12分)如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合。
当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;
当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求
(1)电源的内电阻;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的
功率。
17.(13分)大气中存在可自由运动的带电粒子,其密度随距地面高度的增加而增大,可以把离地面50km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质);
离地面50km以上的大气则看作是带电粒子密度非常大的良导体。
地球本身带负电,其周围空间存在电场,离地面L=50km处与地面之间的电势差约为U=3.0×
105V。
由于电场的作用,地球处于放电状态,但大气中频繁发生雷暴又对地球充电,从而保证了地球周围电场恒定不变。
统计表明,雷暴每秒带给地球的平均电荷量为q=1800C。
试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P。
(已知地球半径r=6400km,结果保留一位有效数字)
18.(14分)图甲是某研究性学习小组自制的电子秤原理图,利用电压表的示数来指示物体的质量。
托盘与电阻可忽略的弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计。
滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当盘中没有放物体时,电压表示数为零。
设变阻器总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值为R0,弹簧劲度系数为k,若不计一切摩擦和其他阻力。
(1)试推出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
(2)由
(1)计算结果可知,电压表示数与待测物体质量不成正比,不便于进行刻度,为了
使电压表示数与待测质量成正比,请你利用原有器材在该小组研究的基础上进行改进,
在图乙的基础上完成改进后的电路图,并推出电
压表示数Ux与待测物体质量m的关系式。
19.(13分)如图所示的电路中,用电动势E=6V,内阻不计的电池组向电阻R0=20Ω,额定电压U0=4.5V的灯泡供电,求:
(1)要使系统的效率不低于
,变阻器的阻值及它应承
受的最大电流是多大?
(2)处于额定电压下的灯泡和电池组的最大可能效率是多少?
它们同时适当选择的变阻器如何连接,才能取得最大效率?
20.(13分)一个允许通过最大电流为2A的电源和一个变阻器接成如图(甲)所示的电路,变阻器最大阻值为R0=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的直线为图线的渐近线,求
(1)电源电动势和内电阻。
(2)A、B空载时输出电压范围。
(3)A、B两端所接负载的最小电阻值。
参考答案
7
8
9
10
A
C
B
D
1.A因为R=ρL/s所以R=3.18×
108Ω所以I=U/R=0.31μA
2.A因R=U2/P,故R1>
R2,接R2时其电源输出电压变小,故L2不能正常工作。
9.B电路中电压表测电源的路端电压,电流表测的是R3上的电流。
当P向b滑动时,
R3↓→R总↓→I↑→U↓故电压表示数减小,又U=U1+U2,而U1=IR1,所以U1↑→
U2↓→I2↓,又I=I3+I2,I↑,I2↓→I3↑,故电流表示数增大,应选B。
10.C消耗电能克服阻力做功,有UI-I2r=kmgv,代入数据,得r=1.6Ω。
11.E=1.46Vr=0.72Ω
12.答案:
(1)1060±
40Ω730±
40Ω
(2)甲
13.答案:
(1)设计的电路图如图。
(2)此方案中滑动变阻器的作用:
主要是通过调节满足对热敏电阻的要求。
说明:
滑动变阻器作分压连接正确,同样得分。
14.解:
(1)根据闭合电路欧姆定律得:
S断开时:
I=10/(16+3+1)=10/20=0.5A
S闭合时:
RAB=(R2×
R3)/(R2+R3)=1.0Ω所以I=10/(1+3+1)=2.0A
(2)S闭合时,RAB=1.0Ω是定值电阻,所以电流越大,功率越大,所以应将R1调为零。
A、B间电路消耗的电功率为:
PAB=E2/(RAB+r)=102/2=50W。
15.解:
由电阻的串并联得,闭合电路的总电阻R=R1(R2+R3)/(R1+R2+R3)+r
由欧姆定律得,通过电源的电流I=E/R
电源的端电压U=E-Ir电阻R3两端的电压U/=R3U/(R2+R3)
通过R4的总电量就是通过电容器的电量Q=CU/
代入数据解得,Q=2.0×
10-4C
16.解:
(1)设S2断开时R1消耗的功率为P1,则
,
代入数据可以解得,r=1Ω
(2)设S2闭合时R1两端的电压为U,消耗的功率为P2,则
,解得,U=84V
由闭合电路欧姆定律得,E=U+Ir,代入数据,得I=26A
流过R1的电流为I1,流过电动机的电流为I2,
A,而I1+I2=I,所以I2=22A,
,代入数据得,
W
17.解:
已知每秒雷暴带给地球的电荷量为q,则大气的漏电电流为I=q/t=1800A
大气的漏电电阻可由欧姆定律求得U=IR
其中U=3.0×
105V,R=ρL/s,L=50km,s=4πr2,代入有关数据解得,
ρ=2×
1012Ω·
m-1地球的漏电功率为P=UI=5×
108W
18.解:
(1)设变阻器的上端到滑动端的长度为x,根据题意得,mg=kx,Rx=xR/L
联立求解,得
(2)电路图如图,mg=kx,Rx=xR/L
则
19.解:
(1)系统的效率为
,要使
,必有
由题意知:
,
联立解方程组,得
显然
随R的增大而增大,又因为
所以
Ω
(2)
当R2趋于无穷大,把变阻器的B端断开,使变阻器与灯泡串联时,
有极大值
20.解:
(1)由图知E=12V,r=R时,U=E/2=6V,所以r=2Ω
(2)触头至最下端时,UAB=0,触头至最上端时,UAB=ER0/(R0+r)=11V
A、B空载时输出电压范围为0~11V。
(3)设所接负载的最小值为R/,此时,电源电流最大等于I=2A,由
可解得,R/=4.9Ω
本章综合检测
第十四章
一、选择题(每题3分,共45分)
1.三个电阻的阻值之比为R1∶R2∶R3=1∶2∶5,并联后接入电路,则通过三个支路电流的比值为( )
A.1∶2∶5 B.5∶2∶1C.10∶5∶2 D.2∶5∶10
答案:
2.如图14-1所示的电路中,U=120V,滑动变阻器R2的最大值为200Ω,R1=100Ω.当滑片P滑至R2的中点时,a、b两端的电压为( )
图14-1
A.60VB.40VC.80VD.120V
3.有一量程为0.6A的电流表,内阻为R1,今用一个与R1等值的电阻与电流表并联,再与阻值为10Ω的电阻R串联,接入电路后,电流表示数为0.4A.则下述结论中正确的是( )
A.电阻R消耗的功率为1.6WB.电阻R消耗的功率为6.4W
C.电流表内阻为10ΩD.分流电阻为5Ω
4.一台电动机,额定电压是100V,电阻是1Ω.正常工作时,通过的电流为5A,则电动机因发热损失的功率为( )
A.500WB.25WC.2000WD.475W
5.如图14-2所示,电源电动势为4V,当接通K时,灯L1和L2均不亮,用电压表测得Uab=0,Ubc=0,Ucd=Uad=4V.由此可知断路处是( )
A.灯L1B.灯L2
C.灯L1和L2D.变阻器R
图14-2图14-3
6.按图14-3连接电路后,灯泡L不亮,用欧姆表检查灯泡L,发现L是好的,用电压表测得Ucd=Ubd=0,Uad=6V.由此可断定该电路可能发生的故障是( )
A.R1短路B.R2短路
C.R1断路D.R2断路
7.如图14-4所示,A、B两灯的电阻相同,当滑动变阻器的滑动触头C向下滑动时,下面哪种判断正确( )
A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮
C.A灯变暗,B灯变暗D.A灯变亮,B灯变暗
图14-4 图14-5
答案:
8.如图14-5所示,经过精确校准的电流表A1、A2的读数分别为1A、2A.若两电流表的内阻相等,且不是远小于R1、R2的阻值,则可断定R1与R2的比值( )
A.小于或等于1/2B.大于1/2而小于2
C.等于2D.大于2
9.如图14-6所示,电路中灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压为:
Uab=0,Ubc=U,Udc=0,Uda=U.则电路的故障为( )
A.变阻器R短路B.变阻器R断路
C.灯泡L1断路D.灯泡L1和L2都断路
图14-6 图14-7
10.如图14-7所示电路,R1≠R2≠R3,电源内阻不计.如将电流表和电源位置互换,则关于电流表示数的说法中正确的是( )
A.不变B.变大
C.变小D.无法确定
11.当导体两端的电压为零时,以下说法正确的是( )
A.电流为零,导体的电阻可不为零
B.导体的电阻为定值时,电流一定是零
C.导体的电阻和电流一定都是零
D.导体的电阻和电流可以都不是零
AB
12.一个标明“1kΩ40W”的电阻器,表明( )
A.允许长期通过它的最大电流是0.2A
B.额定电压是200V
C.在额定电压下消耗的电功率为40W
D.加50V电压时消耗的电功率为10W
ABC
13.如图14-8所示电路中,已知R2=R4.现用内阻很大的电压表分别测量A、C间和B、D间的电压,测知UAC=8V,UBD=12V.则A、E两点间的电压UAE应为( )
A.6VB.20V
C.24VD.无法确定
图14-8图14-9
14.四个不相同的电灯连接在如图14-9所示的电路中,都正常发光,按明亮程度顺序排列是甲、乙、丙、丁,最亮的是甲.则它们的额定电压的大小关系可能是( )
A.甲最大,依次是乙、丙、丁
B.甲最大,乙、丙相等,丁最小
C.乙、丙相等且最大,丁最小
D.甲、乙、丙相等,丁最小
BCD
15.电路如图14-10所示,电压U保持不变,开关S断开时,电阻R2与R3消耗的电功率相等;
开关S闭合时,电阻R2消耗的电功率等于R3消耗的电功率的9倍.则( )
图14-10
A.R1∶R2=2∶1
B.R1∶R3=2∶9
C.S断开时,R1消耗的电功率与R3消耗的电功率之比为2∶1
D.S断开时,电路消耗的总电功率与S闭合时电路消耗的总电功率之比为9∶40
二、填空题(1~2每题2分,3~4每题3分,5~6每题4分,共18分)
1.测得某段电阻丝长为1.2m,横截面积为0.1mm2,其绕制电阻的阻值为6Ω,则此电阻丝的电阻率为______Ω·
m.
5×
10-7
2.某种电阻丝横截面积为0.1mm2,电阻率为1.0×
10-6Ω·
m,如果用它绕制一个12Ω的电阻,需用此电阻丝______m.
1.2
3.有两个电炉,甲的电炉丝电阻为R1,乙的电炉丝电阻为R2,且R1>R2.把它们串联在电路中,______的电功率较大;
若并联在电路中,则______的电功率较大.
甲 乙
4.在如图14-11所示的电路中,电流表、电压表的读数如图所示,则通过R的电流是______A,加在电阻R两端的电压是______V,这个电阻的阻值R=______.
图14-11
2.40 12.0 5
5.电源内部,非静电力把正电荷从______极移到______极,因此带正电的极板是电源的______极,带负电的极板是电源的______极.
负 正 正 负
6.两根同种材料的电阻丝,长度之比为1∶5,横截面积之比为2∶3,则它们的电阻值之比为______.将它们串联后接入电路中,则它们两端电压之比为______,电流之比为______;
如果将它们并联后接入电路中,则它们两端电压之比为______,电流之比为______.
3∶10 3∶10 1∶1 1∶1 10∶3
三、作图题(1~2每题4分,共8分)
1.有三个电阻,其阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω,现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压.问:
(1)在总电路上可能获得最大电流与最小电流之比为多少?
(2)对20Ω的电阻来说,在各种可能的连接方式中能使获得最大功率的有哪些连接方式?
获得最小功率的有哪些连接方式?
(只要求画出电路图表示).
(1)11∶1
(2)有三种连接方法,如图14-18所示.
(a)、(b)功率最大,(c)功率最小.
图14-18
2.一内部具有电路结构的盒子上有两个接线柱,如把电压表(内阻很大)正确接上接线柱,读数是3V;
如把电流表(内阻可以忽略)正确接上接线柱,读数是3A.盒内可供选择的元件有E=1.5V、r=0.25Ω的电池两个,R1=0.1Ω、R2=0.5Ω、R3=3.0Ω的电阻各一个.试根据电压表、电流表的读数在图14-12中方框内画出两种可能的电路图.
图14-12
图14-19
四、计算题(第1小题4分,第2小题5分,第3小题7分,第4小题7分,共23分)
1.把一个滑动变阻器与电流表串联后再与电压表并联,然后接于电池的两极上.当变阻器的滑动头在某一位置时,电流表的读数是0.2A,电压表的读数是1.8V;
当滑动头移到另一位置时,电流表读数是0.4A,电压表读数是1.6V.试求该电池的电动势和内阻.
r=1Ω E=2V
2.如图14-13所示的电路中,电源电动势E=9V,电阻R1=2.5Ω,R2=3Ω,当电阻箱Rx调到3Ω时,电流表的示数为2A.求:
(2)调节电阻箱,使电流表的示数为1.8A时,电阻R2消耗的电功率.
图14-13图14-14
(1)r=0.5Ω
(2)P2=4.32W
3.在图14-14电路中,电源由6个电动势为1.5V、内电阻为0.1Ω的电池串联而成,R1为4.4Ω,R2为6Ω,变阻器R3开始时接入电路的阻值为12Ω,R2的额定功率为3W.问:
(1)此时通过R1的电流是多大?
(2)此时电源的输出功率是多大?
(3)为确保R2消耗的实际功率不超过它的额定功率,变阻器R3接入电路的阻值应满足什么条件?
(1)1A
(2)8.4W (3)R≤17Ω
4.加速度计是测定物体加速度的仪器,在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船制导系统的信息源.图14-15所示为应变式加速度计,当系统加速时,加速度计中的敏感元件也处于加速状态,敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上,架与待测系统固定在一起.敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动,当系统加速运动时,敏感元件发生位移,并转换为电信号输出.已知敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器的总阻值为R,有效长度为L,调整接点C的位置,使静态时输出电压为零.
图14-15
(1)当系统做匀加速运动时,试写出加速度a与电压表示数U的对应关系,以便重新刻制到电压表表盘,使它成为直接读加速度值的加速度计;
(2)为什么C点设置在电阻丝AB的中间?
对电压表的零刻度在表盘上的位置应有什么要求?
表盘的加速度刻度是否均匀?
解析:
(1)设敏感元件从平衡位置移动距离x,滑臂滑过的距离也为x.则有2kx=ma.滑臂滑过的距离为x时输出电压为U=IRx,其中I=
,Rx=
.
消去x,加速度a与输出电压U的关系式为U=
(2)由上式可知,m、E、R、r、k、L均为常数,则系统加速度a与电压表示数U成正比,可将电压表上刻度相应地改成加速度a的数值,因而可知表盘上加速度a的刻度与电压刻度一样是均匀的.利用这个装置也可测定系统减速时的加速度,故电压表的零刻度应在刻度盘的中央位置.
应变式加速度计体现了一种重要的实验设计思想——转换思想,即把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量.
五、实验题(第1小题3分,第2小题3分,共6分)
1.在用电流表、电压表分别测定三个干电池的电动势和内电阻的实验中,得到如图14-16所示的U-I图象,则三个干电池的电动势Ea、Eb、Ec的大小关系是
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- 关 键 词:
- 恒定 电流