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文檔簡介
1、第14章:恒定電流一、知識網(wǎng)絡 二、重、難點知識歸納(五)、滑動變阻器的使用 1、滑動變阻器的作用(1)保護電表不受損壞; (2)改變電流電壓值,多測量幾次,求平均值,減少誤差。 2、兩種供電電路(“滑動變阻器”接法)I=q/t,I=nqSv電壓:定義、計算式:U=W/q,U=IR。導體產(chǎn)生電流的條件:導體兩端存在電壓 電阻:定義、計算式:R=U/I,R=l/s。金屬導體電阻值隨溫度升高而增大 半導體:熱敏、光敏、摻雜效應超導:注意其轉(zhuǎn)變溫度電動勢:由電源本身決定,與外電路無關(guān),是描述電源內(nèi)部非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的物理量 實驗 恒定電流 部分電路:I=U/R閉合電路:I=E/(
2、R+r,或E=U內(nèi)+U外=IR+Ir適用條件:用于金屬和電解液導電 規(guī)律電阻定律:R=l/s 基本 概念歐姆定律:公式:W=qU=Iut純電阻電路:電功等于電熱非純電阻電路:電功大于電熱,電能還轉(zhuǎn)化為其它形式的能用電器總功率:P=UI,對純電阻電路:P=UI=I2R=U2/R 電源總功率:P 總=EI 電源輸出功率:P 出=UI電源損失功率:P 損=I2r 電源的效率:%100%100=EU P P 總出,對于純電阻電路,效率為100%電功率 :伏安法測電阻:R=U/I,注意電阻的內(nèi)、外接法對結(jié)果的影響 描繪小燈泡的伏安特性 測定金屬的電阻率 :=R s / l 測定電源電動勢和內(nèi)阻 電表的改
3、裝:多用電表測黑箱內(nèi)電學元件(1)、限流式:a、最高電壓(滑動變阻器的接入電阻為零):E 。b、最低電壓(滑動變阻器全部接入電路): 。 c、限流式的電壓調(diào)節(jié)范圍:。 (2)、分壓式:a、最高電壓(滑動變阻器的滑動頭在b 端):E 。b、最低電壓(滑動變阻器的滑動頭在a 端):0。 c、分壓式的電壓調(diào)節(jié)范圍: 。 3、分壓式和限流式的選擇方法:(1)限流式接法簡單、且可省一個耗電支路,所以一般情況優(yōu)先考慮限流式接法。 (2)但以下情況必須選擇分壓式:a、負載電阻R X 比變阻器電阻R L 大很多( RX >2RL ) b、要求電壓能從零開始調(diào)節(jié)時; c、若限流接法電流仍太大時。三、典型例
4、題例1、某電阻兩端電壓為16 V,在30 s 內(nèi)通過電阻橫截面的電量為48 C,此電阻為多大?30 s內(nèi)有多少個電子通過它的橫截面?解析:由題意知U =16 V,t =30 s,q =48 C, 電阻中的電流I =tq =1.6 A據(jù)歐姆定律I =R U 得,R =IU =10 n =eq =3.0×1020個故此電阻為10,30 s內(nèi)有3.0×1020個電子通過它的橫截面。點撥:此題是一個基礎計算題,使用歐姆定律計算時,要注意I 、U 、R 的同一性(對同一個導體)。xL xR U ER R =+, x x L R E E R R +0, E小試身手1.1、導線A 電阻為
5、R ,A 中電流強度為I ,通電時間為t ,導線B 的電阻為R/2,B 中電流強度為I/4,通電時間為2t ,那么:(1相同的時間通過導線A 與B 橫截面的電量之比為( ) A.2:1 B.1:2 C.4:1 D.1:4(2時間t 內(nèi)電流通過A 做功與時間2t 內(nèi)電流通過B 做功之比為( )A.32:1 B.16:1 C.8:1 D.1:4 1.2、A ,B ,C ,D 四個相同的燈泡按圖14-3所示電路連接,M ,N 兩端電壓恒定,這四個燈泡中( ) A. C燈比D 為亮 B. A燈比C 燈亮 C. A燈和B 燈一樣亮 D. A燈和C 燈一樣亮例2、兩電阻R 1、R 2的伏安特性曲線如右圖1
6、4-4所示,由圖可知: (1)這兩電阻的大小之比R 1R 2為_ A.13B.31C.13D. 31(2)當這兩個電阻上分別加上相同電壓時,通過的電流之比為_ A.13B.31C.13D. 31解析:(1)由歐姆定律I =RU 可知,在I U 圖線中,圖線的斜率k=UI =R1,即電阻的大小等于伏安特性曲線斜率的倒數(shù)。R 1R 2=tan30°tan60°=13 所以A 選項正確。(2)由歐姆定律I =RU 可知,給R 1、R 2分別加上相同的電壓時,通過的電流與電阻成反比I 1I 2=R 2R 1=31,故B 選項正確點撥:此題為一個理解題??疾閷Ψ蔡匦郧€的認識和理解
7、。 小試身手2.1、若加在某導體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/5時,導體中的電流減小了0.4 A. 如果所圖14-3圖14-4加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則導體中的電流多大? 2.2、甲、乙兩個定值電阻分別接入電路中,通過電阻的電流強度與電阻兩端電壓的關(guān)系如圖14-5所示,根據(jù)圖線可知( ) A.甲的兩端電壓總比乙兩端電壓大 B.甲電阻比乙的電阻小C.加相同電壓時,甲的電流強度比乙的小D.只有甲兩端電壓大于乙兩端電壓時,才能使甲、乙中電流強度相等2.3、如圖14-6所示,甲、乙為兩個獨立電源的路端電壓與通過它們的電流I 的關(guān)系圖線,下列說法中正確的是( AC ) A. 路端電壓都為U 0時,它們的外電阻相
8、等 B. 電流都是I 0時,兩電源的內(nèi)電壓相等 C. 電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢 D. 電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻例3、如圖14-7所示,R 1=R2=R3=R=4,U=8V,求,(1安培計示數(shù)。(2用導線連接A D ,安培計示數(shù)。(3用導線同時連接A D,B C,導線A D,B C不連接,安培計的示數(shù)。解析:(1電路連接是R 2,R 3,R 4串聯(lián),然后與R 1并聯(lián)。R 1+R2+R3=12,總電阻R= 412412+=3,2.67A 38RU I =(2用導線連接A D,導線A D與R 2、R 3并聯(lián),導線把R 2,R 3短路,電路便為R 4與R 1并聯(lián),電阻R=2,安培計示數(shù)4A
9、 R U I 2=(3同時導線連接A D,B C,電路如圖14-7所示,導線A D把4個電阻的一端連在一起。導線C B把4個電阻的另一端連接在一起,四個電阻的兩端電勢相等,四個電阻并聯(lián),圖14-5圖14-6圖14-7電路總電阻為R=1,安培計示數(shù)I=8A,千萬不能認為A D導線使R 2、R 3短路,最后只有R 1一個電阻。點撥:此題為一個基礎計算題,考查的是對電阻的計算和歐姆定律的應用。,解決電學問題時,電路一定要清,搞清楚電路是如何連接的是解題的關(guān)鍵。串聯(lián)電路分壓,并聯(lián)電路分流是經(jīng)常使用的電學規(guī)律,必須熟練掌握 小試身手3.1、1. 一條粗細均勻的電阻絲電阻為R ,其橫截面直徑為d ,若將它
10、拉制成直徑為d/10的均勻細電阻絲,其電阻變?yōu)椋?)A.10000R B.1000R C.100R D.R/100 3.2、下列關(guān)于電阻率的敘述,錯誤的是 ( ) A 當溫度極低時,超導材料的電阻率會突然減小到零 B 常用的導線是用電阻率較小的鋁、銅材料做成的 C 材料的電阻率取決于導體的電阻、橫截面積和長度 D 材料的電阻率隨溫度變化而變化3.3、一粗細均勻的鎳鉻絲,截面直徑為d ,電阻為R 。把它拉制成直徑為d 10的均勻細絲后,它的電阻變?yōu)椋?)A R 1000 BR 100 C 100R D10000R3.4在一根長l=5m,橫截面積S=3.5× 10-4m 2的銅質(zhì)導線兩端
11、加25×10-3V 電壓。己知銅的電阻率=1.75×10-8·m ,則該導線中的電流多大?每秒通過導線某一橫截面的電子數(shù)為多少?3.5、如圖14-8所示,電阻R 1,R 2,R 3,的電壓,電流,消耗電功率分別為U 1,U 2,U 3,I 1,I 2,I 3,P 1,P 2,P 3,把此電路與電源接通后,求,(1U1/U2,(2I1/I2,(3P1/P2 圖14-8例4、. 一條電阻絲加上電壓U 后,經(jīng)t s 后放出熱量為Q ,若得電阻絲截成等長的三段并且關(guān)聯(lián)在一起,再加上電壓U ,需經(jīng)多長時間放出熱量仍為Q ?解析:設電阻絲電阻為R ,Q=RU 2,截成等三段,
12、每段電阻為R/3,并聯(lián)后電阻為R/9,則Q=t RUt R U2'29/=9/'t t =。點撥:此題為一個簡單計算題,主要考查電熱公式的記憶和理解。電阻絲是純電阻,計算熱量三個公式都適用,結(jié)合題目給定的條件,電壓不變,使用,Q=RU 2,計算方便。小試身手4.1、某輸電線總電阻為2.0,若輸送電功率保持10KW 不變,在用250V 電壓輸送時,線路上損失功率為_KW,若改用5000V 電壓輸送時,線路上損失電功率為_KW。4.2、. 如圖14-9所示,電路兩端電壓恒定,電阻R 1=R2=R3,R 3=2R ,電鍵閉合前,后電阻R 2 消耗電功率之比_,電容器C 所帶電量之比_
13、。 4.3、在閉合電路中( )A電流總是由高電勢流向低電勢B電流強度越大,電源輸出功率越大 C輸出功率越大,電源效率越高 D電源輸出電壓越大,電源效率越高 例5、如圖14-10所示,=12V,r=1,導線電阻不計,R=22(aK閉合時,滑鍵c 逐漸向右滑動時,干路電流將_,路端電壓將_A C間電壓將_,電源消耗總功率_,電源內(nèi)部消耗的功率_(bK閉合時,滑鍵c 放在R 中間,干路電流為_,路端電壓為_,A C 間電壓為_,B C 間電壓為_,電源內(nèi)電壓為_,電源消耗總功率為_電源內(nèi)部消耗功率為_,輸出功率為_,電源效率為_。解析:(a:電鍵K 閉合時,滑鍵c 向右滑動時,電路電阻逐漸減小,根據(jù)
14、閉合電路歐圖14-9圖14-10姆定律rR I +=,干路電流將逐漸增大,路端電壓:=U路+Ir,U 路逐漸減小。A C 間電壓U AC =IRAC ,因R AC =0,不隨C 移動而變化。電源消耗總功率:P 總=I ,因為I 增大,而增大,電源內(nèi)部消耗功率P 內(nèi)=I2r ,r 不變,P 內(nèi)增大,(bK閉合,C 放在R 中間則外電路電阻R 外=11,干路電流I=1A 11112rR 外=+=+,路端電壓U 路=IR外=1×11=11V,U AC =0V,U BC =U路=11V,電源內(nèi)電壓U 內(nèi)=Ir=1V,電路消耗總功率P 總=I=12×1=12W輸出功率P 出=U路
15、215;I=11×1=11W,電源內(nèi)部消耗電功率。P 內(nèi)=I2r=P總P 出=1W,電源效率=91.7%10%1211P P 總出=, 點撥:此題為一個綜合題。是對閉合電路的基本規(guī)律全面的檢測,是對閉合電路的基本概念,基本規(guī)律的綜合練習使用,熟練掌握非常必要。 小試身手5.1、已知如圖14-11,電源內(nèi)阻不計。為使電容器的帶電量增大,可采取以下那些方法:( ) A. 增大R 1 B.增大R 2 C. 增大R 3 D.減小R 1 5.2、如圖14-12所示的電路中,當滑動變阻器R 3的滑動頭P 向b 移動時,( ) A. 伏特表V 1,V 2都增大,安培表A 1減小,A 2增大。 B.
16、 伏特表V 1,V 2都減小,安培表A 1增大,A 2減小。 C. 伏特表V 1增大,V 2減小,安培表A 1,A 2都減小。 D. 伏特表V 1減小,V 2增大,安培表A 1,A 2都增大。5.3、如圖14-13所示電路中,電源內(nèi)阻不能忽略,當滑片P 向下移動時,電路中各電表示數(shù)如何變化?圖14-11圖14-13 圖14-125.4、如圖14-14所示,兩個電源電動勢皆為60V ,內(nèi)電阻皆為2,左邊電阻8,右邊電阻2,虛線框內(nèi)是一個6和1個8電阻組成的電路,當只接通K 1,K 2時,回路電流為6A ,當只接通K 2,K 3時,回路電流為5A ,求只接通K 1和K 3時,回路電流強度是多大?例
17、6、在右圖14-15中電池組的電動勢為3V ,內(nèi)阻為0.6,R 1=R2=R 3=R 4=4,求電壓表與電流表的示數(shù)。 解析:當電路中元件連接比較復雜,同時又有電表時,應先把電表摘去,弄清各元件的連接方式再分析各電表所測的物理量?!罢怼钡脑瓌t是電流表短路,電壓表斷路,如圖(1)所示。然后改畫出各元件連接標準圖,搞清R 1、R 2、R 3、R 4的連接方式,如圖(2)。最后把電流表、電壓表放回原處,由于各電阻的連接方式已清楚,可以較容易地畫出電流的走向,找出流過電流表的是哪些電流。如圖(3)所示可知,通過電流表的電流是通過R 2的電流I 2與通過R 3的電流I 3。而電壓表量的是路端電壓。 解
18、:R 1與R 2并聯(lián)電阻R R 12122=R 12與R 4串聯(lián)電阻R 串R 串=+=246電路總電阻R R R R R =+=+=串串33646424.圖14-14圖14-15總電流:I R rA A 總外=+=+=324061. .路端電壓:U Ir V =-=-=310624. .I U R A A 3324406=. .串聯(lián)電路中電流I R R R I A 串串總=+=33410104.通過R 2的電流I I A 2204202=串. .通過電流表的電流I I A A A 23020608+=+=. . .答:電壓表示數(shù)2.4V電流表示數(shù)0.8A點撥:此題是一個綜合計算題。接在電路中的
19、電壓表和電流表的示數(shù)不是作為已知量給出,就是作為末知量待求,無論哪種情況必須弄清電壓表測的是哪兩點的電壓,電流表測的是通過哪些元件的電流。 小試身手 6.1、在如圖14-16所示電路中,當變阻器的滑動頭向端移動時,( ) A 電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小 B 電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大 C 電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大D 電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小6.2、如圖14-17所示電路中,電源電動勢=60V ,內(nèi)阻不計。電阻R =2,電動機的內(nèi)阻R 0=1.6,電壓表示數(shù)為80V ,電動機正常工作,求電動機輸出的機械功率。 圖14-17圖14-166.3、如圖14-18所示的電路中,已知R
20、 1=4,電流表的讀數(shù)I =0.75 A,電壓表讀數(shù)U =2.0V,經(jīng)一段時間后一電阻斷路,使電流表的讀數(shù)變?yōu)镮 '=0.80 A ,而電壓表的讀數(shù)變?yōu)閁 '=3.2 V,求: (1)發(fā)生斷路的電阻是哪一個? (2)電源電動勢和內(nèi)阻各是多少?例7、如圖14-19是歐姆表的工作原理圖。(1)若表頭的滿偏電流為I g =500A ,干電池的電動勢為1.5,把靈敏電流表的電流刻度值對應的歐姆表電阻值填在下表中:圖14-18 (2)這只歐姆表的總內(nèi)阻為 ,表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/3時,待測電阻為 .解析:(1)對應電流“0”刻度和滿偏電流“500 A ”的電阻刻度分別為“”和“0”. 由
21、閉合電路歐姆定律得,調(diào)零時:0R r R E I g g +=,所以歐姆表總內(nèi)阻30000=+=gg I E R r R R 內(nèi) 測量電阻R x 時:內(nèi)內(nèi)R IE R R R E I x x-=+=,當I =50 時,4346107. 2103103300010505. 1=-=-=-x R 同理可求出,100,200,250,300,400時對應的電阻分別為:1.2×104 ,4.5×103 ,3×103 ,2×103 ,750.(2)當表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/3處時600030003/10500156=-=-=-內(nèi)R I E R x 點撥:此題是一個計
22、算實驗題??疾榈氖菍﹄娏鞅砀难b的理解。這也是高考中的一個難點。 小試身手 7.1、如圖14-20所示電路中,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為10 V 和0.1 A,已知電流表的內(nèi)阻R A 為0.2 。那么待測電阻的測量值比真實值 ,真實值為 。7.2、在用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中(如圖14-21):(1)移動滑動變阻器的滑動頭應特別注意防止 _圖14-19圖14-20圖14-21(2)現(xiàn)備有以下器材: A 干電池1個 B滑動變阻器(050) C滑動變阻器(01750) D 電壓表(03V) E電壓表(015V) F電流表(00.6A)G 電流表(03A)其中滑動變阻器應選_ _,
23、電流表應選_ _,電壓表應選_ _。(3)右圖14-22是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的U-I 圖像。由此可知這個干電池的電動勢E =_ V,內(nèi)電阻r =_ _。 例8、圖14-22-1為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的I U 圖象,則下述說法正確的是( )A 電動勢E 1=E2,發(fā)生短路時的電流強度I 1I 2 B電動勢E 1=E2,內(nèi)阻r 1r 2 C電動勢E 1=E2,內(nèi)阻r 1r 2D當兩個電源工作電流變量相同時,電源2的路端電壓變化較大解析:閉合電路的I U 圖線,I 是電路的總電流強度,U 是路端電壓,圖象上圖線與U 軸交點物理意義是電路電流強度為零,屬斷路,路端電壓即電源電動勢,圖線與I 軸
24、交點的物理意義是路端電壓為零,屬電源短路,交點坐標值即為短路電流,I=E/r,即r=E/I,可見圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)電阻。從坐標中看出圖線1、2與U 軸交于一點表明電動勢E 1=E2,圖線1斜率比圖線2斜率小,表明r 1r 2,圖線1與I 軸交點坐標大于圖線2與I 軸交點坐標。表明I 1I 2??梢娺x項A 、C 正確,兩個電源電動勢相等,內(nèi)阻r1r2,當電流變化量I 1=I 2時,I 1r 1I 2r 2,即電源1內(nèi)電壓變化量小于電源2內(nèi)電壓變化量,所以電源2路端電壓變化量大。D 選項正確。答案為:A 、C 、D點撥:此題是一個分析題。處理圖象問題時,應認真分析圖線,確定各特殊點的物理
25、意義,能幫助你找到解題思路。 小試身手81、在圖14-22-2電路中,當滑動變阻器滑動鍵P 向下圖14-22-1圖14-22 移動時,則( )AA 燈變亮、B 燈變亮、C 燈變亮 BA 燈變亮、B 燈變亮、C 燈變暗 CA 燈變亮、B 燈變暗、C 燈變暗 DA 燈變亮、B 燈變暗、C 燈變亮82、關(guān)于電源和直流電路的性質(zhì),下列說法正確的是( ) A電源短路時,電路電流為無窮大B電源短路時,路端電壓為零,外電阻無窮大 C外電路斷路時,路端電壓為最大,外電阻為零 D外電路總電阻值增大時,路端電壓也增大四、章節(jié)練習一、填空題 1如圖14-23用伏安法測電阻時,如果不知道待測電阻的大概 值時,為了選擇
26、正確的電路以減少誤差,可將電壓表一 個接頭分別在a 、 b兩點接觸一下,如果安培表讀數(shù)沒 有顯著變化,則P 應接在 處,如果伏特表讀數(shù) 沒有顯著變化,則P 應接在 處。2由于光照而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為光伏效應,太陽能電池就是依據(jù)光伏效應設計的單 晶硅太陽能電池,在正常陽光照射下,光電轉(zhuǎn)化效率可達23,單片單晶硅太陽能電 池可產(chǎn)生0.6V 的電動勢,可獲得0.1A 的電流,每秒種照射到這種太陽能電池上太陽光 的能量是 J(保留兩位有效數(shù)字)。3如圖14-24所示,直線A 電源的路端電壓U 與電流I 的關(guān)系 圖象,直線B 是電阻R 兩端電壓U 與電流I 的關(guān)系圖象, 把該電源與電阻R 組成閉合電路
27、,則電源的輸出=P _W,電源的電動勢=E V,電源的內(nèi)電阻=r ,外電阻 =R 。4某閉合電路的路端電壓U 隨外電阻R 變化的圖線圖14-24圖14-23圖14-22-2如圖14-25所示,當R 很大時,U 約為3V 。則電源的電動 勢為 V,內(nèi)電阻為 ,當U =2V時,電 源的輸出功率為 W。 二、選擇題1 我國北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是周長為240m 的近似圓形軌道,當環(huán)中的電流是10mA 時(設電子的速度是3×107m/s則在整個環(huán)中運行的電子數(shù)目為(電子電量e=1.6×10-19C ( A5×1011 B5×1010 C1×102
28、D1×104 2如圖14-26所示,均勻的長方形薄片合金電阻板abcd ,ab 邊為 L 1,ad 邊為L 2,當端點I 、或、接入電路時,R I II:R = ( AL 1:L 2 BL 2:L 1 CL 12:L 22DL 22:L 123直流電動機線圈電阻為R ,當電動機工作時通過的電流為I ,兩端電壓是U ,則其輸出功率是 ( AIU BIU +I 2R CIU 一I 2R DU 2R 4如圖14-27所示,三個電壓表用滿偏電流相同的電流表改裝而成,已知電壓表V 1的示數(shù)為8V ,電壓表V 3的示數(shù)為5V ,則關(guān)于電壓表V 2的示數(shù),下 列判定中正確的是 ( A電壓表V 2的
29、示數(shù)必為3V B電壓表V 2的示數(shù)必為5VC若三個電壓表量程相同,則電壓表V 2的示數(shù)必為3V D即使三個電壓表量程相同,電壓表V 2的示數(shù)也可能不等于3V 5兩個電熱器連接如圖14-28所示,其中R 1=R 3=10,R 2=R 4=40, 今將輸入端接在電壓U 的電路中,那么它們功率的關(guān)系是( AP 1>P 2>P 3>P 4 BP 1>P 3>P 2>P 4 CP 2>P 1>P 3>P 4 DP 4>P 3>P 2>P 16如圖14-29所示為甲、乙兩燈泡的I 一U 圖象根據(jù)圖象,圖14-25圖14-26圖14-2
30、7圖14-28 計算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220V 的電路中,實際發(fā)光的 功率約為 ( A15W 、30W B30W 、40W C40W 、60W D60W 、100W7如圖14-30所示,直線OAC 為某一直流電源的總功率P 總 隨電流I 的變化圖線;拋物線OBC 為同一電源內(nèi)部的發(fā)熱功率P r 隨電流I 的變化圖線若線段AB 對應的橫坐標為2A ,那 么AB 的長度所表示的功率及電流I =2A時所對應的外電阻分別 為 ( A2W,0.5 B4W ,2 C2W,1 D6W ,2 8如圖14-31所示,電源電動勢E =80V ,內(nèi)阻r =5.6,各電阻阻值分 別為R 1=6000,R 2=4
31、000,R 3=0.3,R 4=6000,R 5=0.1,R 6=0.2,R 7=8000,估算R 7消耗的功率 ( A0.55W B0.67W C0.78W D0.81W9在圖14-32的電路中,已知電容C =2F ,電源電動勢E =12V,內(nèi)電阻不計, R 1R 2R 3R 4=1263,則電容器極板a 所帶的電荷量為 ( A-8×10一6C B4×10一6C C-4×10一6C D8×10一6C10如圖14-33所示,直線A 為電源a 的路端電壓與電流的關(guān)系圖像,直線B 為電源b 的路端電壓與電流的關(guān)系圖像,直線C 為一個電阻R 的兩端電壓與電流的
32、關(guān)系圖像將這個電阻R 分別接到a ,b 兩電源上,那么 ( AR 接到a 電源上,電源的效率較高 BR 接到b 電源上,電源的輸出功率較大 CR 接到a 電源上,電源的輸出功率較大,但電源效率較低圖14-29圖14-30圖14-31 圖14-32 圖14-33D R 接到b 電源上,電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高11在如圖14-34所示電路中,當變阻器R 3的滑片P 向b 端移動時( A電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小 B電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大 C電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大 D電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小 12 )A 電源電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和 B 電源電動勢等于外電路的
33、路端電壓 C 電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓 D 電源電動勢表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng) 13如圖15-35所示,電路兩端的電壓保持不變,當滑動 變阻器的滑動觸頭P 向右移動時,三個燈泡亮 度的變化情況是( )A L 1變亮,L 2和L 3皆變暗B 1L 變暗,2L 不能確定, 3L 變暗 C 1L 變暗,2L 變亮,3L 變亮 D 1L 變亮,2L 變亮,3L 變暗14電源的電動勢和內(nèi)電阻都保持一定,在外電路的電阻逐漸變小的過程中,下面說法錯誤的是( )A 路端電壓一定逐漸變小 B 電源的輸出功率一定逐漸減小 C 電源內(nèi)部消耗的電功率一定逐漸變大 D 電源的輸出電流一
34、定變大 15如圖15-36所示當可變電阻R 的滑片向b 端移動時,通過 電阻R 1、R 2、R 3的電流強度I 1、I 2、I 3的變化情況是( )A I 1變大I 2 ,I 3 變小B I 1,I 2 變大,I 3 變小 C I 1 變小,I 2 ,I 3 變大圖14-34圖14-35D I 1、I 2 變小,I 3 變大16如圖15-37所示,電源E 的電動勢為3.2V ,電阻R 的阻值為30,小燈泡L 的額定電 壓為3.0V , 額定功率為4.5W ,當開關(guān)S 接位置1時,電壓表讀數(shù)為3V ,那么當開關(guān)S 接位置2時,小燈泡L 的發(fā)光情況是 ( ) A 很暗,甚至不亮 B 正常發(fā)光 C
35、不正常發(fā)光,略亮 D 小燈泡有可能被燒壞17在比較精密的電子設備中,其電源跟負載之間的保護不是用普通的保險絲,而是廣泛用保險電阻,當電流超過正常值時,這種保險電阻能夠迅速熔斷,它的阻值從0.1到10 不等,關(guān)于它們的熔斷時間跟阻值的關(guān)系,你認為正確的是( ) A 阻值越大,熔斷時間越長 B 阻值越小,熔斷時間越短 C 阻值越大,熔斷時間越短D 熔斷時間長短與阻值大小無關(guān)18如圖15-38所示電路中,12122, 2R R C C =。下列說法中正確的是(通八達 ) 開關(guān)處于斷開狀態(tài),電容C2的電C1的電量開關(guān)處于斷開狀態(tài),電容C1的電量大于C2的電量 開關(guān)處于接通狀態(tài),電容C2的電量大于C1的
36、電量 開關(guān)處于接通狀態(tài),電容C1的電量大于C2的電量 A B C D 19理發(fā)用的電吹風機中有電動機和電熱絲,電動機帶動風葉轉(zhuǎn)動,電熱絲給空氣加熱,得到熱風將頭發(fā)吹干。設電動機線圈電阻為R 1 ,它與電熱絲電阻值R 2 串聯(lián)后接到直流電源上,吹風機兩端電壓為U ,電流為I ,消耗的電功率為P ,則有( ) UI P = (212R R I P += UIP > (212R R I P +>A B C D 20有人在調(diào)試電路時,用一個“100k ,81 W”的電阻和一個“300k ,81W ”的電阻串聯(lián),作為400 k的電阻使用,此時兩只串聯(lián)電阻允許耗散的最大功率為A BC D KC
37、 1 C 2R 1R 2W21W41W61W8114-36圖14-3721在圖中14-39所示的電路中,A 、B 、C 分別表示理想電流表或電壓表,它們的示數(shù)以安或伏為單位,當電鍵S 閉合后,A 、B 、C 三塊表的示數(shù)分別為1、2、3時,燈L 1、L 2恰好正常發(fā)光。已知燈L 1、L 2的額定功率之比為31,則可判定( ) A A 、B 、C 均為電流表 B A 、B 、C 均為電壓表 C B 為電流表,A 、C 為電壓表D B 為電壓表,A 、C 為電流表三、實驗題22圖14-40甲為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感 的I 一U 關(guān)系曲線圖(1為了通過測量得到圖甲所示
38、I 一U 關(guān)系的完整曲線,在圖乙和圖丙兩個電路中應選擇的是圖 ;簡要說明理由 (2在圖丁電路中,電源電壓恒為9V ,電流表讀數(shù)為70mA ,定值電阻R 1=250由熱敏電阻I 一U 關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為 V;電阻R 2的阻值為 。(3舉出一個可以應用熱敏電阻的例子: 。23. 我們都有這樣的體驗:手電筒里的兩節(jié)干電池用久了以后, 燈絲發(fā)紅。這就是我們常說的 “電池沒電了”有人為了“節(jié)約”,在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用,為了檢驗此人的做法是否合理,某同學設計了下面的實驗:(1用圖14-41甲所示的電路分別測量新舊電池的電動勢和內(nèi)阻,并把測量結(jié)果描繪成14-41乙圖所示
39、的圖像。由圖像可知:新電池的電動勢E l = V ,內(nèi)阻r 1= ;圖14-39圖14-40圖14-41舊電池的電動勢E 2= V,內(nèi)阻r 2= (2已知小燈泡上標有“3V 2W”,若把新舊干電池各一節(jié)串聯(lián)做電源,則電源的效率= (保留兩位有效數(shù)字(3上小題中,新、舊電池提供的電功率分別是 W 和 W;舊電池本身所消耗的電功率是 W;小燈泡實際消耗的電功率是 W (4你認為新舊電池搭配使用的做法是否合理, 簡述理由 24如圖14-42,A 中電源電動勢為E ,其內(nèi)阻可以忽略,R l 為滑動變阻器,R 2為電阻箱,A 為電流表。用此電路,經(jīng)以下步驟可近似測得A 的內(nèi)阻R A :閉合S l ,斷開
40、S 2,調(diào)節(jié)R l ,使電流表讀數(shù)等于其量程I 0;保持R l 不變,閉合S 2,調(diào)節(jié)R 2, 使電源表讀數(shù)等于2o I ,然后讀出R 2的值,取R A R 2(1按圖A 所示電路,在圖B 所給出的實物圖中畫出連接導線 (2真實值與測得值之差除以真實值叫做測量結(jié)果的相對誤差,即AA R R R 2試導出它 與電源電動勢E 、電流表量程I 0及電流表內(nèi)阻R A 的關(guān)系式25、小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大。某同學為研究這一現(xiàn)象,用實驗得到如下數(shù)據(jù)(I 和U 分別表示小燈泡上的電流和電壓):圖14-42 (1)在方框圖中畫出實驗電路原理圖??捎玫钠鞑挠校弘妷罕?、電流表、滑動變阻器(010)、
41、電源、小燈泡、電鍵、導線若干。 (2)在圖中描出小燈泡的U I 曲線。 (3)現(xiàn)在測得一個電池的電動勢是1.5V ,內(nèi)阻是2.0。問:將本試驗的小燈泡接在該電池兩端,小燈泡的實際功率是多少?(簡要寫出求解過程:若需作圖,可以在圖中畫出) 四、計算題26一臺電風扇的額定功率是60W ,內(nèi)電阻為2,當它接在220V 的電壓下正常運轉(zhuǎn),求: (1電風扇正常運轉(zhuǎn)時,通過它的電流強度多大? 每秒鐘有多少電能轉(zhuǎn)化為機械能? (2若接上電源后,電風扇因故不能轉(zhuǎn)動,這時通過它的電流強度多大? 電風扇實際消耗的電功率多大?27在如圖14-43所示電路中,直流發(fā)電機E =250V,r =3,R 1=R 2=1,電
42、熱器組中裝有50只完全相同的電熱器,每只電熱器的額定電壓為200V ,額定功率為1000W ,其他電阻不計,并且不計電熱器電阻隨溫度的變化問: (1 當接通幾只電熱器時,實際使用的電熱器都能正常工作? (2 當接通幾只電熱器時,發(fā)電機的輸出功率最大?(3 當接通幾只電熱器時,電熱器組加熱物體最快? (4 當接通幾只電熱器時,電阻R l ,R 2上消耗的功率最大? (5當接通幾只電熱器時,實際使用的每只電熱器中電流最大?28在如圖14-44所示的電路中,電源的電動勢E =3.0V,內(nèi) 阻r =1.0,電阻R 1=10,R 2=10,R 3=30,R 4=35;電容器的電容C =l00F ,電容器
43、原來不帶電求接通開關(guān)S后流過R 4的總電荷量29圖14-45是用高電阻放電法測電容的實驗電路圖,其原理是測出電容器在充電電壓為U 時所帶的電荷量Q ,從而求出其電容C 該實驗的操作步驟如下: 按電路圖接好實驗電路; 接通開關(guān)S ,調(diào)節(jié)電阻箱R 的阻值,使微安表的指針接觸滿刻度,記下這時的電壓表讀數(shù)U 0=6.2V圖14-45圖14-43圖14-44和微安表讀數(shù)I 0=490A ;斷開電鍵S 并同時開始計時,每隔5s 或10s 讀一次微安表的讀數(shù)i ,將讀數(shù)記錄在預先設計的表格中;根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù),以t 為橫坐標,i 為縱坐標,在坐標紙上描點(圖中用“×”表示 ,則(1根據(jù)圖示中
44、的描點作出圖線(2試分析圖示中i t 圖線下所圍的“面積”所表示的物理意義(3根據(jù)以上實驗結(jié)果和圖線,估算當電容器兩端電壓為U 0時所帶的電荷量Q 0,并計算電容器的電容30“加速度計”作為測定運動物體加速度的儀器,已被廣泛應用,圖14-46甲所示為應變式加速度計的原理圖:支架AB 固定在待測系統(tǒng)上,滑塊穿在AB 之間的水平光滑桿上,并用輕彈簧連接在A 端,其下端有一活動臂可在滑動變阻器上自由滑動隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運動,滑塊相對于支架將發(fā)生位移,并通過電路轉(zhuǎn)換成電信號從電壓表輸出已知電壓表量程為8V ,滑塊質(zhì)量m =0.1kg,彈簧勁度系數(shù)k =20Nm ,電源電動勢E =10V,內(nèi)阻不
45、計,滑動變阻器總電阻值R=40,有效總長度l =8cm當待測系統(tǒng)靜上時,滑動觸頭P 位于變阻器R 的中點,取A B 方向為速度正方向(1確定該加速度計測量加速度的范圍(2為保證電壓表能正常使用,圖甲電路中電阻R 0至少應為多大?(3根據(jù)R 0的最小值,寫出待測系統(tǒng)沿A B 做變速運動時,電壓表輸出電壓U V 與加速度a 的關(guān)系式(4根據(jù)R 0的最小值,將電壓表盤上的電壓刻度改成適當?shù)募铀俣瓤潭?,將對應的加速度值填入圖乙中電壓表盤的小圓內(nèi)31如圖14-47所示的電路中,用電動勢E =6V的電池組向電阻R 0=15,額定電壓U 0=4.5V的燈泡供電。移動滑動變阻器R 的滑動片,使燈泡正常發(fā)光時,
46、電流表的示數(shù)為0.6A ,不計電源和電流表的電阻。求:(1)變阻器消耗的電功率P R ,電路的效率(燈泡消耗的功率為有效功率)。(2)為了使燈泡正常發(fā)光,同時要求電路有盡可能大的效率,在只能利用原有器材的情圖14-46 況下, 如何選擇變阻器的連接,此時效率M 為多少?第十四章節(jié)恒定電流參考答案(參考答案已經(jīng)改變間距和一些公式) 小試身手答案1.1、(1)、C (2)、B 1.2、C 2.1、1.A ,2.0A 2.2、CD 2.3、AC 3.1、A 3.2、C 3.3、D 3.4、10A ,6.25×1019個3.5、32321323212121R R R (RR R /(RR R
47、 R R R U U +=+='=332212332R R R I I ,R R I I +=23223212221221121R R R (RR I U I U I U I U P P +=4.1、3.2 ,8×10-3圖14-474.2、16:9 , 2:1.4.3、D 5.1、BD 5.2、C 5.3、電壓表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大。5.4、解析:電路只接通K 1,K 2時,電路電動勢=120V,設框內(nèi)電阻為R 1,則I=2rR R R 1右左+則R 1=IR 左R 右2r=6,R 1與R 左,R 右串聯(lián)。 當電路只接K 2,K 3時,52R 260I
48、2=+=',R 2=8,則R 2與R 右串聯(lián)。在虛線框內(nèi)R 1,R 2組成電路應為圖所示,當電路中只接通K 1,K 3時,電路應是R 左、R 1、R 2串聯(lián)2.5A 288660rR R R 60I 右21=+=+=6.1、B 6.2、解:通過R 的電流為I URA A =-=-=605025電動機的電功率P UI W W =505250電動機的熱功率P I R W W 熱=2251640.電動機的機械功率P W W W 機=-=250402106.3、解析:當其中一個電阻斷路后,電流表、電壓表均有示數(shù),說明R 1和R 3都沒有斷路,所以只能是R 2發(fā)生斷路,此時R 1上沒有電流通過,
49、電壓表測量的是路端電壓U =3.2 V ,電流表測量的R 3中電流也是干路中電流I =0.80 A,所以:R 3=8. 02. 3=''I U =4 R 2斷路前,路端電壓U 0=I 3R 3=0.75×4 V=3 V對R 1和R 2串聯(lián)的支路,加在R 1兩端的電壓:U 1=3 V-2 V=1 V I 1=11R U 4V 1=0.25 AR 2的大?。?R 2=A0.25V 2=8 則R 2斷路前,電路中總電流I 0=I 1+I 3=0.25+0.75=1(A )根據(jù)全電路歐姆定律:R2 斷開前:E=U0+I0r=3 V+r,R2 斷開后:E= U + I r=3.
50、2+0.8r 聯(lián)解上述兩式得:E=4 V r=1 7.1、解析:因為電流表和 Rx 串聯(lián),其讀數(shù) I 等于通過 Rx 的電流 IR,電壓表并聯(lián)在電流 表和x 的兩端,故電壓表讀數(shù) U 大于 Rx 兩端的實際電壓R,Rx 的測量值: R 測 U U IR A 10 0.1 × 0.2 U UR > = R真 ,Rx 的真實值: R真 = R = = 99.8 I IR I I 0 .1 答案:大,99.8 7.2、 、電表過載而把滑動片 P 放在 a 處 (1) (2) ,F(xiàn) ,D 、D 8.1、D 章節(jié)練習答案 一、填空題 1、a, b 2、0.26 3、6,4.5,0.75,
51、1.5 . 4、3,1,2. 8.2、D (3) 、1.5 ,1.0 二、選擇題 1.A 2.D 3.C 4C 5C 14、B 15、D 6C 7A 16、A 17、C 8C 9D 10C 18、A 19、B 11B 20、C 12、B 13、D 21、D 三、實驗題 22(1乙 電壓可以從 0V 調(diào)到所需電壓,調(diào)節(jié)范圍大 計 23.(11.5 0.3 1.2 4 (25l (30.46 (25.2 111.8 (3熱敏溫度 0.37 0.38 0.42 (4不合理從 上述計算可見, 由于舊電池內(nèi)阻太大, 使得舊電池本身消耗的電功率大于它所提供的電功率, 而小燈泡實際消耗的電功率遠小于它的額定
52、功率 24(1電路如圖 E RA R2 (2I= R1 + R R A 2 又有 Io= Io (I2 R2 = R1 R Io R A R2= R1 + R A A 2 E RA + R1 聯(lián)立得 R A R2 I o R A = RA E 25、 (1)如圖 1 (2) 見圖 2 ( 3 ) 做 出電 池的 1.6 1.2 0.8 0.4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 圖1 圖2 I(A) U(V) U=EIr 圖線如圖 2, v 電池和燈泡串聯(lián)在同 一電路中, 流過它們的 電流相同,為 0.35A, 燈泡兩端電壓為 0.8V, 得小燈泡實際功率為 0.28 瓦。 四、計算題 26解:(1由 Po=UoIO 得 A 電風扇此時熱功率 P 熱 = I 0 R = 0.15W 所以每秒鐘轉(zhuǎn)化機械能 E =(Po P 熱)t=59.85J 2 (2)由 I= 2
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