恒定電流練習(xí)與習(xí)題解答

1、恒定電流 練習(xí)和習(xí)題解答練習(xí)一（1）導(dǎo)線中的電流為10A，20s內(nèi)有多少電子通過導(dǎo)線的橫截面？解：20s內(nèi)流過橫截面的電量Q=It=10×20C=200C所以，通過導(dǎo)（2）給燈泡加上220V的電壓，通過燈絲的電流是0.5A，燈絲的電阻是多少？（3）要使一個電阻是190的導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生0.2A的電流，應(yīng)該給它加上多大的電壓？解：U=IR=0.2×190V=38V（4）某電流表可測量的最大電流是10mA已知一個電阻兩端的電壓是8.0V時，通過的電流是2mA如果給這個電阻加上50V的電壓，能否用這個電流表測量通過這個電阻的電流？解：在R一定的條件下，U2U1=I2I1已知U1=8.0

2、V，U2=50V，了電流表允許通過的最大電流10mA，給電阻加上50V的電壓時，就不能用該電流表測量通過這個電阻的電流了（5）如果電燈、電爐等用電器連接電源的兩根導(dǎo)線，由于絕緣皮破損致使金屬線芯直接接觸，就發(fā)生了所謂短路短路時，電流不經(jīng)過用電器，而金屬導(dǎo)線的電阻一般都非常小，這時的電流將怎樣？器的電阻，這樣，通過用電器的電流不是很大的如果發(fā)生短路，那么電阻R就是僅僅指導(dǎo)線的電阻R導(dǎo)了，而R導(dǎo)0，電壓加在電阻很小很小的導(dǎo)線上，電流就會很大，以致急劇的發(fā)熱升溫而引起危險說明：短路危險在初中已經(jīng)講過，在此再復(fù)習(xí)一下，要求學(xué)生在日常用電和做電學(xué)實驗時，務(wù)必避免短路練習(xí)二（1）長20m、橫截面積是10m

3、m2的銅導(dǎo)線的電阻是多少？解：銅的電阻率=1.7×10-8·m，10mm2=10-5m2，代入公式，（2）導(dǎo)線的電阻是4，把它對折起來作為一條導(dǎo)線用，電阻變?yōu)槎嗌?？如果把它均勻拉長到原來的2倍，電阻又變?yōu)槎嗌?？答：對折起來，?dǎo)線的長度減半，橫截面加倍，所以電阻要變?yōu)樵羰蔷鶆蚶L，不僅長度增加到原來的2倍，而且橫截面積變細，R=4R=16（3）有一條康銅絲，橫截面積為0.10mm2，長度為1.22m在它的兩端加0.60V電壓時，通過它的電流正好是0.10A，求這種康銅絲的電阻率解：由U=0.60V，I=0.10A可得這條康銅絲的電阻=4.9×10-7·m

4、（4）用橫截面積為0.63mm2、長200m的銅線繞制一個線圈這個線圈容許通過的最大電流是8.0A，這個線圈兩端至多能加多高的電壓？解：查表可知銅的電阻率為=1.7×10-8·m，所以能加的最高電壓為U=IR=8.0×5.4V=43V（5）滑動變阻器的結(jié)構(gòu)如圖2-48所示A、B是金屬絲的兩個端點，C、D是金屬桿的兩個端點，可滑動的滑片P把金屬桿與電阻絲連接起來如果把A和C接線柱連入電路中，當(dāng)滑片P由B向A移動時，電路中的電阻由大變小，這是為什么？你還可以設(shè)計幾種方案，當(dāng)滑片P移動時，使接入電路的電阻由大變?。看穑篈、C接入電路，則變阻器的左半邊電阻絲PA是有用的（

5、串聯(lián)在電路中）當(dāng)P從B向A移動時，電阻絲串入電路中的部分的長度縮短，電阻變小，因而電路的總電阻也變小了P移動時，使接入電路的電阻R由大變小的方案有：連接D、A端，P向左移時R變??；連接C、B端，P向右移時R變小；連接D、B端，P向右移時R變小練習(xí)三（1）在學(xué)校、家庭或其他方便的地方觀察幾種常見的用電器，記下它們的額定功率和額定電壓自己設(shè)計一個表格，把觀察的結(jié)果抄在作業(yè)本上答：（表格見下頁，僅供參考）（2）在用電器功率為2.4kW、電源電壓為220V的電路中，應(yīng)不應(yīng)該選用熔斷電流為6A的保險絲？因為10.9A6A，故該種保險絲不能用（3）日常使用的電功單位是千瓦時（俗稱“度”），等于功率為1kW

6、的電流在1h內(nèi)所做的功1kW·h等于多少焦耳？解：1kW·h=1kW×1h=1000×3600J=3.6×106J（4）額定電壓是220V，功率是40W、60W、100W的燈泡，正常發(fā)光時的電阻是多少？（5）在電阻器上除了標(biāo)明電阻值，還標(biāo)明額定功率值這是它工作時允許消耗的最大功率，超過這個功率，電阻器會被燒壞有一個“2k允許加在這個電阻器上的最大電壓是_V；這個電阻器上能通過的最大電流是_A；給這個電阻器加上10V的電壓時，它消耗的功率是_W答：22.4V；0.112A；0.05V練習(xí)四（1）額定電壓是220V、電阻是160的電熱水器，電功率是

7、多少瓦？每分鐘產(chǎn)生多少焦耳熱量？Q=Pt=303×60J=1.82×104J（2）有一個1kW、220V的電爐，正常工作時電流是多少？如果不考慮溫度對電阻的影響，把它接在110V的電壓上，它消耗的功率將是多少？說明：電爐的電阻絲的電阻值保持一定當(dāng)電壓改變后，通過它的電流也改變，不能用4.55A來計算了（3）輸電線的電阻共計1，輸送的電功率是100kW，用400V的低壓送電，輸電線因發(fā)熱損失的功率是多少千瓦？改用104V的高壓送電呢？解：畫圖2-49表示遠距離輸電發(fā)熱損失的功率為：P導(dǎo)=I2R導(dǎo)=2502×1W=62500W功率，因為U=400V是輸出總電壓，其中包

8、括導(dǎo)線電阻上的電壓降和用求導(dǎo)線中的電流，因為U=400V不是導(dǎo)線上的電壓降（4）容量都是2L的電水壺，功率是1kW的，20min可以將水燒開，而功率是3kW的只要5min就可以將水燒開為什么小功率的電水壺不經(jīng)濟？答：在加熱的過程中，由于水壺的溫度比周圍環(huán)境溫度高，電水壺將向外散熱功率小的電水壺加熱的時間較長，向外散熱的時間也長，損失能量較多而不經(jīng)濟練習(xí)五（1）求電阻值分別是2、3、4的三個電阻串聯(lián)后的總電阻如果用4.5V的電源給這三個串聯(lián)電阻供電，每個電阻兩端的電壓是多少？解：R總=R1+R2+R3=2+3+4=9所以 U1=IR1=0.5×2V=1V，U2=IR2=0.5×

9、;3V=1.5V，U3=IR3=0.5×4V=2V（2）由兩個電阻器組成的串聯(lián)電路，兩端的電壓是100V，其中一個電阻器的電阻是80，兩端電壓是40V，求另一個電阻器的電阻解：畫出電路圖來示意，見圖2-50用電器R2的電壓是U2=U-U1=100V-40V=60V說明：串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比，因此本題也可由U1（3）在圖2-51所示的分壓器電路中接入一個電壓表測UPB的值在P從A向B滑動的過程中，如果電壓表的示數(shù)總等于U，故障出在哪里？如果電壓表的示數(shù)總等于零，故障出在哪里？已知電源和電壓表都是好的答：畫出圖2-52，當(dāng)P由A向B滑動過程中，電壓表示數(shù)始終等于U說明P與A等勢，

10、則PA中應(yīng)該沒有電流（I=0）電路中有開路而且開路發(fā)生在B處這樣，P、A與電源正極同，B與電源負極同，電壓表示數(shù)總是U若電壓表示數(shù)總是零則表示P與B等勢，PB中沒電線（I=0）則應(yīng)當(dāng)在A處發(fā)生開路，A與電源正極同，P、B與電源負極同，電壓表示數(shù)總為零當(dāng)然假設(shè)電源到A和電源到B之間的導(dǎo)線連接均沒斷路，則可能在A或B處出現(xiàn)接頭松脫接觸不良現(xiàn)象（4）分別標(biāo)著“220V 100W”和“220V 40W”的兩個燈泡，串聯(lián)后接在220V的照明電路中，消耗的功率各是多少？哪一個燈泡消耗的功率大？為什么？（計算時假設(shè)燈絲電阻不隨溫度而改變）解：先求出燈絲電阻“220V 100W”燈泡串聯(lián)后的功率變?yōu)镻1=I2

11、R1=（0.13）2×484W=8.18W“220V 40W”燈泡串聯(lián)后的功率變?yōu)镻2=I2R2=（0.13）2×1210W=20.4W，可見后者的功率大因為串聯(lián)后兩燈泡的電流相同了，消耗的電功率便與兩燈絲的電阻成正比了后者的燈絲電阻值較大，功率也大練習(xí)六（1）電路里有四個阻值分別是20、40、50、200的電阻并聯(lián)著，求電路的總電阻是多少？（2）用阻值分別是10k、20k、80k的三只電阻，怎樣連接可以得到26k的電阻？答：不可能三個串聯(lián)；如果三個并聯(lián)，則總電阻將小于10，也不k=26k即將20k和80k的電阻并聯(lián)，再跟10k的電阻串聯(lián)，就得到26k的電阻（3）R1、R2

12、兩個電阻并聯(lián)，其中R1為200，通過R1的電流I1為0.20A，通過整個并聯(lián)電路的電流I為0.80A，求R2和通過R2的電流I2解：畫示意圖2-54已知R1=200，I1=0.20A，又已知I=0.80A，所以I2=I-I1=0.80A-0.20A=0.60A根據(jù)并聯(lián)分路中電流與電阻成反比可（4）分別標(biāo)著“220V 100W”和“220V 40W”的兩個燈泡并聯(lián)后接在110V的電源上，它們消耗的功率各是多少？哪一個燈泡消耗的功率大？（計算時不考慮溫度對電阻的影響）前者消耗功率較大（5）一個盒子內(nèi)裝有由導(dǎo)線和三個阻值都為R的電阻組成的電路圖答：如圖2-56所示練習(xí)七（1）已知電流表的內(nèi)阻Rg為1

13、00，滿偏電流Ig為3mA要把它改裝成量程是6V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)多大的電阻？要把它改裝成量程是3A的電流表，應(yīng)并聯(lián)多大的電阻？解：已知Rg=100，Ig=3×10-3A把電流表改裝為量程U=6V的電壓表：用Ug表示電流表偏轉(zhuǎn)到滿刻度時它兩端的電壓，Rx表示分壓電阻，Ux表示Rx分去的電壓（圖2-57），則Ug=Ig·Rg=3×10-3×100V=0.3VUx=U-Ug=6V-0.3V=5.7V所以 Rx=2000-100=1900把電流表改裝為量程I=3A的電流表：用Rx表示分流電阻，Ix表示Rx分去的電流（圖2-58），則Ix=I-Ig=3A-3

14、15;10-3A=2.997A由 Ix·Rx=Ig·Rg，（2）某電流表串聯(lián)一個9.5k的電阻后，可測量的最大電壓是10V如果給它串聯(lián)一個49.5k的電阻，可測量的最大電壓是50V求電流表的內(nèi)阻Rg和滿偏電流Ig解：畫圖2-59示意通過表頭的滿偏電流Ig是不變的所以U1=Ig（Rg+R1），U2=Ig（Rg+R2）已知R1=9.5×103，U1=10V，R2=49.5×103，U2=50V，由此得=500=0.5k（3）如果給電壓表串聯(lián)一個阻值等于電壓表內(nèi)阻的電阻，它的量程變?yōu)槎嗌?？它的刻度盤數(shù)字（圖2-60甲）應(yīng)怎么改？如果給電流表并聯(lián)一個阻值等于電流

15、表內(nèi)阻的電阻，它的量程變?yōu)槎嗌?？它的刻度盤數(shù)字（圖2-60乙）應(yīng)怎么改？答：電壓表串聯(lián)了阻值等于其內(nèi)阻的電阻以后，量程將擴大一倍，即擴大到二倍刻度盤數(shù)字應(yīng)把3V改成6V；2V改成4V；1V改成2V電流表并聯(lián)了阻值等于其內(nèi)阻的電阻后，量程也將擴大到二倍應(yīng)把刻度盤上的數(shù)字3A改為6A；2A改為4A；1A改為2A（4）圖2-61中的R代表用電器，R是滑動變阻器，它起分壓電阻的作用，移動滑片P可以改變用電器R兩端的電壓設(shè)R的阻值為200，R的最大阻值也是200求R兩端的電壓的變化范圍答：當(dāng)P滑到R的下端時，R全部串入電路中，由于R的最R的上端時，R被短路而全部沒用，此時R兩端的電壓是100V所以，R兩

16、端電壓變化范圍為50100V練習(xí)八（1）電源的電動勢為1.5V，內(nèi)電阻為0.12，外電路的電阻為1.28，求電路中的電流和路端電壓U=IR=1.07×1.28V=1.37V（2）電動勢為2.0V的電源，與9.0的電阻接成閉合電路，電源兩極間的電壓為1.8V求電源的內(nèi)電阻U=-U=2.0V-1.8V=0.2V（3）電源的電動勢為4.5V，內(nèi)電阻為0.50，把它接在4.0的外電路中，路端電壓是多少？如果在外電路上并聯(lián)一個6.0的電阻，路端電壓又是多少？如果6.0的電阻不是并聯(lián)而是串聯(lián)在外電路中，路端電壓又是多少？所以 U1=I1R1=1.0×4.0V=4.0V；所以 U3=I3

17、（R1+R2）=0.43×（4.0+6.0）V=4.3V（4）在圖2-62中，加接一個電流表，就可以測出電源的電動勢和內(nèi)電阻當(dāng)變阻器的滑片在某一位置時，電流表和電壓表的讀數(shù)分別是0.20A和1.98V，改變滑片的位置后，兩表的讀數(shù)分別是0.40A和1.96V求電池的電動勢和內(nèi)電阻解：畫出圖2-63的電路圖，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得=U1+I1r， =U2+I2r，式中U1=1.98V，I1=0.20A，U2=1.96V，I2=0.40A解出r得：代入=U1+I1r，得=1.98V+0.20×0.1V=2.00V（5）許多人造衛(wèi)星都用太陽能電池供電太陽能電池由許多片電池板組

18、成某電池板的開路電壓是600mV，短路電流是30mA求這塊電池板的內(nèi)電阻是多少？解：開路電壓可近似認為是電源電動勢，=600×10-3V短路電練習(xí)九（1）找一個半導(dǎo)體收音機，打開看看里面有幾節(jié)電池，是怎樣接的算一算這個收音機的電源電壓是多少？說明：課上教師示范怎樣打開半導(dǎo)體收音機，并如何觀察里面的電池個數(shù)然后讓學(xué)生回去實際觀察（2）太陽能電池由許多電池小片串聯(lián)或并聯(lián)組成某種電池的電動勢是600mV，允許通過的最大電流是25mA求在下列兩種情況中應(yīng)該怎樣連接電池小片：需要240V，25mA的電源；需要600mV，2.5A的電源解：可將400個電池小片串聯(lián)；可將100個電池小片并聯(lián)（3）

19、有10個相同的蓄電池，每個蓄電池的電動勢為2.0V，內(nèi)電阻為0.04把這些蓄電池接成串聯(lián)電池組，外接電阻為3.6求電路中的電流和電池組兩端的電壓因為U=IR，所以電池組兩端電壓U=5.0×3.6V=18V說明：求出電流后也可這么求電池組兩端的電壓：U=-Ir=20V-5.0×0.04×10V=18V（4）有兩個相同的電池，每個電池的電動勢為1.5V，內(nèi)電阻為1.0把這兩個電池接成并聯(lián)電池組，外接電阻為9.5求通過外電路的電流和電池組兩端的電壓電池組路端電壓 U=IR=0.15×9.5V=1.43V兩個電池是并聯(lián)的，每個電池兩端電壓都是1.43V（5）圖2

20、-64的盒內(nèi)有由導(dǎo)線和三節(jié)干電池組成的電池組，A、B、C、D是四個接線柱用電壓表測量任意兩點間的電壓，測量結(jié)果如下：UAC=0；UBD=UAB=UCB=1.5V；UAD=UCD=3V試判斷盒內(nèi)電池是怎樣連接的？解：答案不是唯一的如圖2-65所示練習(xí)十（1）按照課本圖2-26甲（教參圖2-10）的接法測電阻，如果電流表的讀數(shù)是0.2A，電壓表的讀數(shù)是30V，算得的待測電阻的阻值是多少？這個阻值比實際的阻值大還是??？如果已知電壓表的電阻是3k，利用并聯(lián)電路的知識，算出更精確一些的電阻R的值測得的阻值比實際阻值要小因為這么算出的R實際上是待測電阻和電壓表電阻的并聯(lián)總電阻（2）在課本圖2-26乙（教參

21、圖2-11）中，如果電壓表的讀數(shù)為10V，電流表的讀數(shù)為0.10A，電流表的電阻為0.20求待測電阻的阻值實際上，上面計算出來的阻值是（R+RA）所以，待測電阻的較精確的阻值為R=R-RA=100-0.20=99.8習(xí)題（1）三個阻值都是12的電阻，可以有幾種連接方法？連接后的等效電阻（即總電阻）各是多大？解：三個串聯(lián)，總電阻R1=3×12=36；兩個并聯(lián)再跟第三個串聯(lián)，總電阻兩個串聯(lián)再跟第三個并聯(lián)，總電阻（2）一個盒子內(nèi)裝有由導(dǎo)線和幾個相同阻值的電阻組成的電路，盒外的1、2、3、4是該電路的四個接線柱（圖2-66），已知1、2間的電阻是1、3和2、4間電阻的2倍而3、4間沒有明顯的

22、電阻試畫出盒內(nèi)電路最簡單的一種電路圖答：如圖2-67所示，最簡單的用兩個電阻，可像圖甲那樣連接說明：本題如果不限制條件則有無窮多解，用四個電阻可像圖乙那樣連接；用五個電阻可像圖丙那樣連接本章練習(xí)九（5）和章末習(xí)題（2）黑盒子問題的不加限制條件的解答，物理教學(xué)1986年第8期34頁刊載的趙基清同志寫的匣子問題的解答可供參考（3）兩個電阻R1、R2跟電源串聯(lián)在一起如果在電阻R2的兩端并聯(lián)上一根導(dǎo)線L（圖2-68），判斷下列哪些說法是對的？（電源內(nèi)阻和導(dǎo)線L的電阻都忽略不計）通過電阻R1和R2的電流相等；U1=U，電阻R2上的電壓為零；去掉電阻R2，電路中的電流不發(fā)生變化答：、正確（4）如圖2-69

23、所示，在一個粗細均勻的金屬環(huán)上有A、B、C兩點接在電路中時，導(dǎo)線中的電流是6A，圓環(huán)消耗的功率是108W如果保持導(dǎo)線中的電流不變，換接A、C兩點，圓環(huán)消耗的功率是多少？解：導(dǎo)線中電流不變，則由P=I2R可知，功率P之比等于電阻R之比設(shè)圓環(huán)電阻（假設(shè)將圓環(huán)斷開，其兩端間的電阻）為6r接A、B（5）在圖2-70中，AB間的電壓UAB=9V，R1=R2=R3=6開關(guān)S打開和閉合時，電阻上的電壓各是多少？通過它們的電流各是多少？解：S打開時，UAB=9V，總電阻R=R1+R2=12所以R1上的電壓U1=IR1=0.75×6V=4.5V；R2上的電壓U2=IR2=4.5V6V=6V（6）用一個

24、電源、一個電流表和一個已知阻值的電阻R，怎樣測量一個未知的電阻Rx？如果把電流表換成電壓表，又應(yīng)該怎樣測量Rx的大??？畫出電路圖，寫出簡要的實驗步驟，列出求Rx的計算式（電源內(nèi)阻忽略不計）解：先用電流表照圖2-71甲那樣連接電路，測出I1由=I1R，測出電源電動勢（電源內(nèi)阻不計，不必列入算式中）再照圖2-71乙那樣把Rx接入電路，由電流表讀出I2，再由=I2（R+Rr），便可計算算出I；再像2-71丁那樣用電壓表測出Rx兩端的電壓U2，因為Rx與R串聯(lián)，電流相同，所以說明：上述測量中，沒有考慮電壓表、電流表本身的內(nèi)阻對電路的影響，因此測量結(jié)果是不很精確的（7）在圖2-72的電路中，電壓U為10

25、V，電阻R為5.0當(dāng)c、d連接起來時，電路中的電流有多大？當(dāng)內(nèi)阻Rg為0.10的電流表兩端分別接在c、d上時，電路中的電流有多大？換用內(nèi)阻為0.01的電流表接在c、d上，電路中的電流有多大？將電流表串聯(lián)在電路中測量電流，對測量結(jié)果有什么影響？接入Rg=0.10的電流表，電路中的電流接入Rg=0.01的電流表，電路中的電流由上述可見，電流表串聯(lián)接入電路后，增加了電路中的總電阻值，使測得的電流比原來的小，電流表的內(nèi)阻越大，造成的誤差也越大（8）照明電路的電壓U=220V，并聯(lián)了20盞電阻R都是807（發(fā)光時的電阻）的電燈，兩條輸電線的電阻r都是1.0（圖2-73）只開10盞燈時，整個電路消耗的電功率、輸電線上損失的電壓和損失的電功率各是多大？20盞燈都打開時，情況又怎樣？整個電路消耗的電功率為P總=IU=2.66×220W=585W輸電線上損失的電壓U=I·2r=2.66×2.0V=5.3V輸電線上損失的電功率P=I2·2r=2.662×2.0W=14W整個電路消耗的電功率為P總=IU=5.19×220W=1.14×103W輸電線上損失的電壓U=I·2r=5.19×2.0V=10.4V輸電線上損失的電功率P=I2·2r=5.192×2.0