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1、最新高考物理部分電路歐姆定律專題訓(xùn)練答案一、高考物理精講專題部分電路歐姆定律1.如圖中所示B為電源,電動(dòng)勢(shì) E=27V,內(nèi)阻不計(jì)。固定電阻 Ri=500 Q, R2為光敏電阻。c為平行板電容器,虛線到兩極板距離相等,極板長(zhǎng) ii=8.0 x 12m,兩極板的間距 d=i.o X102m。S為屏,與極板垂直,到極板的距離l2=0.16m。P為一圓盤,由形狀相同、透光率不同的三個(gè)扇形a、b和c構(gòu)成,它可繞 AA軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)光束通過(guò)扇形a、b、c照射光敏電阻R2時(shí),R2的阻值分別為1000 Q 2000 Q 4500 Q有一細(xì)電子束沿圖中虛線以速度vo=8.0 X6m/s連續(xù)不斷地射入 Q已知電子電
2、量 e=1.6 x 110C,電子質(zhì)量 m=9X 1-01kgo忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受的重力。假設(shè)照在R2上的光強(qiáng)發(fā)生變化日R2阻值立即有相應(yīng)的改變。(1)設(shè)圓盤不轉(zhuǎn)動(dòng),細(xì)光束通過(guò)b照射到R2上,求平行板電容器兩端電壓U1 (計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字)。(2)設(shè)圓盤不轉(zhuǎn)動(dòng),細(xì)光束通過(guò)b照射到R2上,求電子到達(dá)屏 S上時(shí),它離。點(diǎn)的距離y。(計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字)。(3)轉(zhuǎn)盤按圖中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),每3秒轉(zhuǎn)一圈。取光束照在 a、b分界處時(shí)t=0,試在圖中給出的坐標(biāo)紙上,畫出電子到達(dá)屏S上時(shí),它離。點(diǎn)的距離y隨時(shí)間t的變化圖線(06s間)。要求在y軸上標(biāo)出圖線最高點(diǎn)與
3、最低點(diǎn)的值。(不要求寫出計(jì)算過(guò)程,只按 畫出的圖線就給分)【解析】【分析】由題意可知綜合考查閉合電路歐姆定律、牛頓第二定律和類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)歐姆定律、類 平拋運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算可得?!驹斀狻拷猓?1)設(shè)電容器C兩極板間的電壓為 Ui,U1=E=2L0LV=5.4VRi R2500+2000(2)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E'U1電子在極板間穿行時(shí)加速度大小為 根據(jù)牛頓第二定律得:E'=,da,穿過(guò)C的時(shí)間為t,偏轉(zhuǎn)的距離為yo .eE eUa=m md電子做類平拋運(yùn)動(dòng),則有:ll=V0t ,yo= - at2,2聯(lián)立得:eER1yo=2 (二 2mv0 Ri R2當(dāng)光束穿過(guò)b時(shí),R2=
4、2000 ,代入數(shù)據(jù)解得:yo=4.8 x 10-3m由此可見,yi< - d,2。上方y(tǒng)處.根據(jù)三角形相似關(guān)系可電子通過(guò)電容器 C,做勻速直線運(yùn)動(dòng),打在熒光屏上 得11V。2y七122 2代入數(shù)值可得:2y=2.4 10 m當(dāng)光束穿過(guò)a時(shí),R2=1000 ,代入數(shù)據(jù)解得y=8 x 10-3m由此可見,y>gd,電子不能通過(guò)電容器 Co當(dāng)光束穿過(guò) C時(shí),R2=4500同理可求得2y=1.2 10 m根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流的大小,從而得出R1兩端的電勢(shì)差,即電容器兩極板間的電勢(shì)差。根據(jù)電容器兩端間的電勢(shì)差求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出離 開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的豎直距離,離開
5、電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),結(jié)合豎直方向上的分速度,根據(jù)等 時(shí)性求出勻速直線運(yùn)動(dòng)的豎直距離,從而得出電子到達(dá)光屏離。點(diǎn)的距離。2.材料的電阻隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng),利用這種效應(yīng)可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度.如圖所示為某磁敏電阻在室溫下的電阻一磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線,其中 Rb、R0分別表示有、無(wú)磁場(chǎng)時(shí)磁敏電阻的阻值.為了測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B,需先測(cè)量磁敏電阻處于磁場(chǎng)中的(1)設(shè)計(jì)一個(gè)可以測(cè)量磁場(chǎng)中該磁敏電阻阻值的電路,并在圖中的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場(chǎng)已給出,待測(cè)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為0.61.0 T,不考慮磁場(chǎng)對(duì)電路其他部分的影響).要求誤差較小.提供的器材如下:A.磁敏電阻,無(wú)
6、磁場(chǎng)時(shí)阻值RO=150 QB.滑動(dòng)變阻器 R,總電阻約為20 QC.電流表 A,量程2.5 mA,內(nèi)阻約30 QD.電壓表V,量程3 V,內(nèi)阻約3 k QE.直流電源E,電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì)F.開關(guān)S,導(dǎo)線若干(2)正確接線后,將磁敏電阻置入待測(cè)磁場(chǎng)中,測(cè)量數(shù)據(jù)如下表:123456U(V)0.000.450.911.501.792.71I(mA)0.000.300.601.001.201.80根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測(cè)量值 Rb=Q . 結(jié)合題圖可知待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=T.(3)試結(jié)合題圖簡(jiǎn)要回答,磁感應(yīng)強(qiáng)度B在00.2 T和0.41.0 T范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變化規(guī)律有何不同? .(
7、4)某同學(xué)在查閱相關(guān)資料時(shí)看到了圖所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻一磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線(關(guān)于縱軸對(duì)稱),由圖線可以得到什么結(jié)論? .【答案】(1(2) 1500; 0.90(3)在00.2T范圍內(nèi),磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度非線性變化(或不均勻變化);在3 .如圖25甲為科技小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的一種靜電除塵裝置示意圖,其主要結(jié)構(gòu)有一長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為b、高為d的矩形通道,其前、后板使用絕緣材料,上、下板使用金屬材料.圖 25 乙是該主要結(jié)構(gòu)的截面圖,上、下兩板與輸出電壓可調(diào)的高壓直流電源(內(nèi)電阻可忽略不計(jì))相連.質(zhì)量為 m、電荷量大小為q的分布均勻的帶負(fù)電的塵埃無(wú)初速度地進(jìn)入A、B兩極板間的加速電場(chǎng).
8、已知 A、B兩極板間加速電壓為 U0,塵埃加速后全都獲得相同的水平速 度,此時(shí)單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為n.塵埃被加速后進(jìn)入矩形通道,當(dāng)塵埃碰到下極板后其所帶電荷被中和,同時(shí)塵埃被收集.通過(guò)調(diào)整高壓直流電源的輸出電壓U可以改變收集效率刀(被收集塵埃的數(shù)量與進(jìn)入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值).塵埃所受的重力、空氣阻 力及塵埃之間的相互作用均可忽略不計(jì).在該裝置處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí):(1)求在較短的一段時(shí)間 A的,A、B兩極板間加速電場(chǎng)對(duì)塵埃所做的功;(2)若所有進(jìn)入通道的塵埃都被收集,求通過(guò)高壓直流電源的電流;(3)請(qǐng)推導(dǎo)出收集效率 刀隨電壓直流電源輸出電壓 U變化的函數(shù)關(guān)系式.【答案】(1) nbdAqU
9、。nqbdJ2q三 (3)若y<d,即-L<d,則收 -m m4dUo '集效率刀=y dL2U4d2Uo24d U0(U< 產(chǎn));L若y乂則所有的塵埃都到達(dá)下極板,收集效率Y= 100% (U >4d2UL2試題分析:1)設(shè)電荷經(jīng)過(guò)極板B的速度大小為Vo,對(duì)于一個(gè)塵埃通過(guò)加速電場(chǎng)過(guò)程中,加速電場(chǎng)做功為Wo qUo在t時(shí)間內(nèi)從加速電場(chǎng)出來(lái)的塵埃總體積是V bdv0 t其中的塵埃的總個(gè)數(shù) N總 nV n bdvo t故A、B兩極板間的加速電場(chǎng)對(duì)塵埃所做的功W N總qU° n bdv° t qU0對(duì)于一個(gè)塵埃通過(guò)加速電場(chǎng)過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理可得qU
10、012 mv02故解得WnbdtqU(2)若所有進(jìn)入矩形通道的塵埃都被收集,則t時(shí)間內(nèi)碰到下極板的塵埃的總電荷量nQbdv0nQbd. 2qU0 mQ N總q nq bdv° t通過(guò)高壓直流電源的電流I(3)對(duì)某一塵埃,其在高壓直流電源形成的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),在垂直電場(chǎng)方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng),在沿電場(chǎng)力方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)1 . 2根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:垂直電場(chǎng)萬(wàn)向位移x Vt,沿電場(chǎng)方向位移 y -at2根據(jù)牛頓第二定律有a - qE qUm m md距下板y處的塵埃恰好到達(dá)下板的右端邊緣,則x=L解得yL2U4dUo口 L2Uy,即d ,則收集效率-4dUodL2U2
11、4d2Uo(U4d2U。、L2 )若y d ,則所有的塵埃都到達(dá)下極板,效率為100% (U4d2Uo)L2考點(diǎn):考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),綜合了靜電場(chǎng)和力學(xué)的知識(shí),分析方法和力學(xué)的 分析方法基本相同.先分析受力情況再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程(平衡、加速、減速,直 線或曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題.解決這類問(wèn)題的基本方法有兩種,第一種利用力 和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn),選用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解;第二種利用能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn),選用動(dòng)能定理和功能關(guān)系求解4 .如圖甲所示,半徑為 r的金屬細(xì)圓環(huán)水平放置,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B kt
12、 (k>0,且為已知的常量)。(1)已知金屬環(huán)的電阻為Ro根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,求金屬環(huán)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E感和感應(yīng)電流I;(2)麥克斯韋電磁理論認(rèn)為:變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng),這種電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不 同,稱為感生電場(chǎng)或渦旋電場(chǎng)。圖甲所示的磁場(chǎng)會(huì)在空間產(chǎn)生如圖乙所示的圓形渦旋電 場(chǎng),渦旋電場(chǎng)的電場(chǎng)線與金屬環(huán)是同心圓。金屬環(huán)中的自由電荷在渦旋電場(chǎng)的作用下做定 向運(yùn)動(dòng),形成了感應(yīng)電流。渦旋電場(chǎng)力F充當(dāng)非靜電力,其大小與渦旋電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的關(guān)系滿足F qE。如果移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為 W,那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E咸 W。q圖甲圖乙. 1a.請(qǐng)推導(dǎo)證明:金屬環(huán)上某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E kr;2b.經(jīng)典物
13、理學(xué)認(rèn)為,金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞。在考慮大量自由電子的統(tǒng)計(jì)結(jié)果時(shí),電子與金屬離子的碰撞結(jié)果可視為導(dǎo)體對(duì)電子有連續(xù)的阻力,其大小可表示為f bv (b>0,且為已知的常量)。已知自由電子的電荷量為e,金屬環(huán)中自由電子的總數(shù)為No展開你想象的翅膀,給出一個(gè)合理的自由電子的運(yùn)動(dòng)模型,并在此基礎(chǔ)上,求出金屬環(huán)中的感應(yīng)電流I。(3)宏觀與微觀是相互聯(lián)系的。若該金屬單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n,請(qǐng)你在(1)和(2)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)該金屬的電阻率p與n、b的關(guān)系式。k <2kNe2b【答案】(1) E感k/ I a.見解析;b. I (3)-b
14、2R4 7bne【解析】試題分析(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律即可求解感應(yīng)電流;(2)根據(jù)電流的定義式,及自由電子在電場(chǎng)力作用下沿環(huán)運(yùn)動(dòng)的情況求出環(huán)形電流的表達(dá)式;(3)利用前兩問(wèn)的結(jié)論,結(jié)合電阻定律即可求出電阻率。(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:2B片 ,2- k tt t根據(jù)歐姆定律有:I E里工 R R(2) a.設(shè)金屬環(huán)中自由電子的電荷量為一周e。一個(gè)自由電子在電場(chǎng)力的作用下沿圓環(huán)運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力做的功:W eE 2 71r解得:W eE 2<E感 2 <Ee e又因?yàn)椋篍感 k/ ,1所以:E kr 2b.假設(shè)電子以速度 v沿金屬環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體對(duì)電子的阻力f b
15、v o沿切線方向,根據(jù)牛屯第二定律有:bv eE 0又因?yàn)?1 E kr2解得:vker2b電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期4 Tbkek(3)由(1)和(2)中的結(jié)論可知一kNe24 Tib. 2設(shè)金屬導(dǎo)線的橫截面積為S,則有R -所以又因?yàn)? 7fbsNe2S 2< n解得:b2ne【點(diǎn)睛】考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,掌握電路歐姆定律、電阻定律,電流的定義 式,注意符號(hào)之間的運(yùn)算正確性,及物理模型的架構(gòu)與物理規(guī)律的正確選用是解題的關(guān)2 <T vNe kNe 則IT 4而鍵.5 .對(duì)于同一物理問(wèn)題,常??梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì).
16、一段橫截面積為S長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線,單位體積內(nèi)有 n個(gè)自由電子,一個(gè)電子電量為e.該導(dǎo)線通有恒定電流時(shí),導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差為U,假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v.(1)求導(dǎo)線中的電流I;(2)所謂電流做功,實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力做功.為了求解在時(shí) 間t內(nèi)電流做功 W為多少,小紅和小明給出了不同的想法:小紅記得老師上課講過(guò),W=UIt,因此將第(1)問(wèn)求出的I的結(jié)果代入,就可以得到 W的表達(dá)式.但是小紅不記得老師是怎樣得出W=UIt這個(gè)公式的.小明提出,既然電流做功是導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力做功,那么應(yīng)該先求出導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng), 即E ,設(shè)導(dǎo)體中全部電荷為 q后,再
17、求出電場(chǎng)力做的功 W qEvt=qUvt ,將q代 ll換之后,小明沒有得出 W=UIt的結(jié)果.請(qǐng)問(wèn)你認(rèn)為小紅和小明誰(shuí)說(shuō)的對(duì)?若是小紅說(shuō)的對(duì),請(qǐng)給出公式的推導(dǎo)過(guò)程;若是小明說(shuō) 的對(duì),請(qǐng)補(bǔ)充完善這個(gè)問(wèn)題中電流做功的求解過(guò)程.(3)為了更好地描述某個(gè)小區(qū)域的電流分布情況,物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的電量.若已知該導(dǎo)線中的電流密度為j,導(dǎo)線的電阻率為p,試證明:U j .l【答案】(1) I neSv(2)見解析(3)見解析【解析】Q(1)電流定義式I 在t時(shí)間內(nèi),流過(guò)橫截面的電荷量Q nSvte,因此| neSv;(2)小紅和小明說(shuō)的都有一定道理 , Qa
18、.小紅說(shuō)的對(duì).由于I ;,在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電量Q=It,對(duì)于一段導(dǎo)線來(lái)說(shuō),每個(gè)橫截面通過(guò)的電量均為Q,則從兩端來(lái)看,相當(dāng)于Q的電荷電勢(shì)降低了 U,則W QU UIt .b.小明說(shuō)的對(duì).恒定電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E U ,導(dǎo)體中全部電荷為 q nSle ,l電場(chǎng)力做的功 W qEvt=q Uvt nSelUvt nSevUt ; ll又因?yàn)镮 neSv,貝UW UIt.(3)由歐姆定律:、U IR,、由電阻定律:R - -S則u I ;則U -; S l S由電流密度的定義:j 一 一; St S6 .如圖所示為某種電子秤的原理示意圖,AB為一均勻的滑線電阻,阻值為 R,長(zhǎng)度為L(zhǎng),兩邊分別有Pi、
19、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭.Pi可在豎直絕緣光滑的固定桿 MN上保持水平狀態(tài)而上下 自由滑動(dòng),彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),Pi剛好指著A端,Pi與托盤固定相連,若 Pi、P2間出現(xiàn)電壓時(shí),該電壓經(jīng)過(guò)放大,通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小.已知彈簧的勁 度系數(shù)為k,托盤自身質(zhì)量為 mo,電源電動(dòng)勢(shì)為 E,內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?g.求;Pi離A的距離xi(i)托盤上未放物體時(shí),在托盤自身重力作用下,P2,使P2離A點(diǎn)的距離也為 m放在托盤上,試推導(dǎo)出物體質(zhì)量(2)托盤上放有質(zhì)量為 m的物體時(shí),Pi離A的距離x2(3)在托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn),其方法是:調(diào)節(jié)xi,從而使Pi、P2間的電壓為零.校
20、準(zhǔn)零點(diǎn)后,將物體【答案】(i)駟;(2) Jm_Jm; (3) m 旦U。kkgE【解析】【分析】【詳解】托盤的移動(dòng)帶動(dòng) Pi移動(dòng),使Pi、P2間出現(xiàn)電勢(shì)差,電勢(shì)差的大小反映了托盤向下移動(dòng)距離 的大小,由于R為均勻的滑線電阻,則其阻值與長(zhǎng)度成正比.(i)由力的平衡知識(shí)可知:mog=kxi解得:ximogk(2)放上重物重新平衡后:(mo+m) g=kx2解得:mo m gX2方式連接,則流過(guò)電流表的電流Ia和此時(shí)燈泡的電阻 R為多大?k(3)由閉合電路歐姆定律知:E=IR由部分電路歐姆定律:U=IR 串由% X"R L其中X為Pi、P2間的距離,則有:mgX=X2 Xi =k kL,
21、 聯(lián)立解得:m U。gE7 .圖(a)中的圖像表示加在某燈泡上電壓與通過(guò)它的電流之間的關(guān)系,如果忽略電池及電流表的內(nèi)阻,試問(wèn):(1)按圖(b)的方式把三個(gè)相同的燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為12V的電池組上,則電路中的電流強(qiáng)度和燈泡的阻值 R為多少?(2)把其中兩只燈泡和一只 Ro 10 的定值電阻以及電動(dòng)勢(shì)為 8V的電池組按圖(c)的【答案】(1) 0.5A , 8 ; (2) 0.6A , 一 3【解析】【詳解】(1)按圖(b)的方式把三個(gè)相同的燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為12V的電池組上,則每盞燈泡的電壓為4V,由圖可知此時(shí)次T泡的電流為0.5A;燈泡電阻為Rl40.5(2)設(shè)燈泡兩端電壓為U,電流為I,則E=U
22、+2IR0,即U=8-20I,將此函數(shù)圖像畫在燈泡的伏安曲線上,如圖:0,60J0.20由圖可知兩圖的交點(diǎn)為I=0.3A, U=2V,則電流表讀數(shù)為 2I=0.6A,燈泡電阻cU220Rl -I0.338 . AB兩地間鋪有通訊電纜,長(zhǎng)為 L,它是由兩條并在一起彼此絕緣的均勻?qū)Ь€組成的, 通常稱為雙線電纜,在一次事故中經(jīng)檢查斷定是電纜上某處的絕緣保護(hù)層損壞,導(dǎo)致兩導(dǎo) 線之間漏電,相當(dāng)于該處電纜的兩導(dǎo)線之間接了一個(gè)電阻,檢查人員經(jīng)過(guò)下面的測(cè)量可以設(shè)雙線電纜每單位長(zhǎng)度的電阻為有:RA=2rx+R, Rb=2p(L i)+R由歐姆定律,可知RR 2rxUbUa '解得:xRaL Ub UaR
23、aRb Ua2RaUb令B端的雙線斷開,在A處測(cè)出雙線兩端間的電阻RA;(2)令A(yù)端的雙線斷開,在B處測(cè)出雙線兩端的電阻Rb;在A端的雙線間加一已知電壓Ua,在B端用內(nèi)阻很大的電壓表測(cè)出兩線間的電壓Ub.試由以上測(cè)量結(jié)果確定損壞處的位置.RaL(Ub Ua)(Ra Rb)Ua 2RaUbr,漏電處電阻為 R漏電處距A端為x,則由電阻定律應(yīng)9.在圖示電路中,穩(wěn)壓電源的電壓U=9V,電阻Ri=9 Q, R2為滑動(dòng)變阻器,電流表為理想電表.小燈泡L標(biāo)有“6V 6W字樣,電阻隨溫度的變化不計(jì).電鍵 S斷開時(shí),求:(1)電流表的示數(shù)I;(2)小燈泡L的實(shí)際功率Pl;(3)閉合電鍵S,為使小燈泡L正常發(fā)光
24、,滑動(dòng)變阻器 及接入電路的阻值是多少?【答案】(1)【解析】0.6A (2) 2.16W (3) 4.5 Q由5 36= 6n當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),由歐姆定律可得:(2)小燈泡的實(shí)際功率 P=I2Rl=0.36 X6=2.16W(3)閉合S后,滑動(dòng)變阻器與 Ri并聯(lián),而燈泡正常發(fā)光;則總電流 燈泡電壓為6V,則并聯(lián)部分電壓為 U' =96=3V;則Ri中電流則流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流=7=4,5/2則由歐姆定律可得:【點(diǎn)睛】本題考查閉合電路歐姆定律及功率公式的應(yīng)用,解題時(shí)要注意明確題目要求:燈泡電阻不 隨溫度的變化而變化.10.如圖所示,如圖所示,電源內(nèi)阻r 2Q, R3 8Q, L為一個(gè)標(biāo)有“1
25、2V 12W的燈泡,若改變滑動(dòng)變阻器 R1觸片的位置,使L正常發(fā)光時(shí),安培計(jì)的示數(shù)為1.5安,伏特表的示數(shù)恰好為零,求電阻 R2的阻值、電源輸出功率及電源電動(dòng)勢(shì)分別是多少?D【答案】24 , 30W, 23V【解析】【詳解】Ri和當(dāng)L正常發(fā)光時(shí),伏特表的示數(shù)為零,說(shuō)明在伏特表中沒有電流通過(guò),其等效電路為R2串聯(lián),R3和L串聯(lián),然后兩條支路再并聯(lián);由于L正常發(fā)光,所以通過(guò) R3的電流燈泡L的電阻PL 12|3=Il= =A=1.0AU l 12Ul 12Rl= "- = Q =12 QIl 1通過(guò)Ri和R2的電流其中Ua_UaR3RL,則R3兩端的電壓U3=UlR3Rl12 812V=
26、8VR3和L兩端的電壓因 U1+U2=Udc=20V,則有:又因伏特表此時(shí)無(wú)讀數(shù),說(shuō)明R 5 2廣= - =-,所以R2 U23電源的輸出功率電源電動(dòng)勢(shì)Udc=U3+Ul=8V+12V=20VUdc 20R1+R2= 一 Q =40 QI10.5A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等,則 U1=U3=8V, U2=Ul=12V;而5R1 + F2=-R2=40Q3R2=24 QP 出=IUdc=1.5 20W=30W|1=|2=I-Il=1.5A-1.0A=0.5A=I+Udc=1.5 2V+20V=23V答:電阻R2的阻值為24Q,電源輸出功率為 30W,電源電動(dòng)勢(shì)為 23V11. 一個(gè)允許通過(guò)最大電流為 2 A的電源和一個(gè)滑動(dòng)變阻器,接成如圖甲所示的電路.滑 動(dòng)變阻器最大阻值為 Ro=22 0電源路端電壓 U隨
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