物理电路计算题练习和答案.doc

1.质量和初温（等于室温）都相同的水和酒精盛在相同的容器中，用两个完全相同的酒精灯给它们加热，请在图5的直角坐标中粗略画出水和酒精从室温开始到沸腾前的温度随加热时间变化的图像，并分别用I1、I2表示。已知C水4.2103J/（kg）,C酒精2.4103J(kg),I酒精的沸点为78，室温约为202.如图6所示为某校科技活动小组制作的恒温箱的电路示意图，电热丝是恒温箱的加热元件。图中的水银温度计为导电温度计，上面的金属丝A的高度可以调整，下面的金属丝B与温度诘的水银接触，该温度计的水银 液泡被放置到恒温箱内。请根据此电路图说明恒温箱工作的原理。3.图7中的电磁铁为一个中间有抽头的电磁铁的示意图，小明为了研究外形相同的电磁铁磁性的强弱与通电电流的大小及线圈匝数的关系。他做了如下实验，实验步骤为：（1） 先连接好如图7（甲）所示的电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表示数较小，记为I1，发现电磁铁吸引住大头针的数目较少;（2） 调整滑动变阻器滑片使电流表的示数增大到I2，发现电磁铁吸引住大头针的数目增加;（3） 再按图7（乙）所示的电路图连接好电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表的示数保持为I2，发现电磁铁吸引住大头针的数目进下一步增加;从以上实验我们得出的结论是： 。 。在实验步骤（3）中为什么要强调电流表的示数与步骤（2）中电流表的示数（I2）保持相同？4.现在手头有一个阻值为40的宣传电阻R0，一个电压大约为35V的电源，一个量程只有00.6A的电流表，一个最大阻值大约为100的滑动变阻器，请设计一个实验，比较精确地测量一个阻值约为55左右的待测电阻R2的阻值。要求：（1）画出电路图;（2）写出实验步骤及标明需要测量哪些量;（3）用这些测量的量导出计算待测电阻阻值的数学表达式（可以重复组合电路）。5.(7分)如图8所示为多功能电饭锅的原理图，其中S为温控器（控制电饭锅不超过某一个温度，对电饭锅起保护作用），三个灯泡为发热电阻R1、R2、R3相应的工作指示灯，其功率忽略不计。下表中“”表示对应的开关闭合，相应的指示灯亮。“”表示对应的开关断开，相应的指示灯熄灭，功率格给出了相应状态时电饭锅的功率值。为了延长锅的使用寿命得同时闭合S1、S2、S3三个开关。电饭锅的铭牌上标有220，50HZ的字样。挡位S1S2S3功率（W）挡位S1S2S3功率工（W）140041000260051200380061400要求：（1）根据表中给出的资料，算出R1、R2、R3的阻值各为多少？（2）补齐表中3、4、6挡位的空格。6.(6分)实际使用中，电流表的阻值虽然很小但并不为零，因此串联在电路中有分压作用;电压表的阻值虽然很大但不是无穷大，因此并联在电路中有分流作用。当我们用伏安法测电阻的阻值时可以有两种连接方法，如图10（甲）、（乙）所示。请分析说明为了提高测量的精确度，待测电阻的阻值在什么情况下用（甲）图所示的电路同，什么情况下用（乙）图所示的电路？说说为什么？ 7给你两根长度相同但横截面积不同的镍铬合金线、一个电源、一只电流表、一只滑动变阻器、一个开关、若干根导线，现需要研究的课题有：导体的电阻跟它的横截面积的关系；导体的电阻跟它的长度的关系；导体的电阻跟它的材料的关系。由上述实验器材，可以完成的研究课题是A只有B只有 C和D、和8图4所示的电路中，电源电压为30V，定值电阻为30，滑动变阻器标有“60 1.5A”字样，在该电路正常使用的情况下，则A滑动变阻器消耗的最小功率为45W B电流表的最大示数为1.5AC电路消耗的最大功率为75W D电路总电阻的变化范围为12209如图6所示电路，巳知电流表的量程为006A，电压表的量程为03v，定值电阻R1阻值为10，滑动变阻器R2的最大阻值为50，电源电压为6V开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动过程中，保证电流表、电压表不被烧坏的情况下 ( )A滑动变阻器滑片允许滑到最左端 B电压表最小示数是1VC电路中允许通过的最大电流是0.6A D滑动变阻器滑片移动过程中，电流表先达到最大量程10、国家为解决”三农”问题,大规模进行了农村电网改造,使得农民家中的灯泡变亮了,村里的电机正常工作了,农业生产力水平提高了.这项改造的内容之一就是把原来较细的电线换成较粗的电线.请你分析农民家中灯泡变亮的原因.(要求有分析过程)11、日本朋友送给小红的爸爸两个电热水壶，规格分别为“110500”和“110100”，但都不能单独接在我国的家庭电路中使用。小红想：既然两个用电器的额定电压均为110，那么把它们串联起来再接到家庭中就可以使用了。（1） 小红的办法是否行？为什么？（2） 如果要单独正常使用“110500”的电热水壶，怎么办？12、甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验，电源电压都为6伏且不变，滑动变阻器上都标有“202A”字样，待测定小灯的额定电压相同，但额定电流分别为0.35安、0.2安。他们各自正确连接电路，闭合电键后，移动滑动变阻器的滑片，直到小灯泡正常发光。此时观察到乙同学的小灯比甲同学的小灯亮，且乙同学的滑动变阻器滑片恰好在中点上(即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧)。求：(1)乙同学所用小灯的额定电流。(2)乙同学所用小灯的额定功率。(3)甲同学所用小灯正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻值。13、在生活中不难发现，晚上7点9点，使用的用电器增多，家中的电灯要暗些，到了夜间11点以后，使用的用电器减少，电灯又会变得亮一些。（1） 某同学观察到上述现象后分析，实验室中导线的长度比较短，电阻很小，可以忽略，可是实际的输电线很长，电阻就大一些。他猜想灯光变暗可能与输电线的电阻 有关。你认为他的猜想对吗？请你作出判断并完整解释灯光变暗的原因。（2） 现有电池组一个、用来表示家用电器的小灯泡两只（小灯泡上标有“3.8V1.4W”字样）、用来表示输电线电阻的1电阻一只、开关一只、导线若干。利用这器材，设计一个能够模拟上述变化过程的电路。要求只画出实验的电路图。（3） 背景资料：南京市自去年开始实施居民用电分时计价。物价部门确定的峰时段（8时至21时）电价为0.55元/度，而谷时段（21时至8时）电价仅为0.3元/度。到今年5月底，南京市已有80万户居民用上峰谷电。综合上述问题和背景材料，谈谈安装分时电表、实行分时计价后除了部分居民可以节省一些电费外，还有哪些好处（只需写出一点即可）。14.在如图所示的电路中，电源的供电电压保持不变， R1、R2是两个定值中电阻。(1)闭合开关S，移动变阻器的滑片P，当电流表A的读数增大时，电压表甲的读数将_，电压表乙的读数将_(选填 “增大”“减小”或“不变”)(2)实验过程中，若发现两只电压表的读数相同但不为零则产生这种现象的原因可能有：_。15为了研究由特殊材料制成的某导体元件L的电学特性，小明和小华通过实验，测得通过该元件的电流I与加在它两端电压U的实验数据如下表所示 观察表中的实验数据，小明、小华对I与U间的关系提出以下猜想；猜想甲：通过导体元件L的电流可能与加在它两端电压成正比；猜想乙：通过导体元件L的电流可能与加在它两端电压的平方成正比；猜想丙：加在导体元件L两端电压可能与通过它的电流的平方成正比； 经分析与论证，你认为，表中的实验数据支持上述哪种猜想？答：_。通过导体元件L的电流I与加在它两端电压U之间的关系式应是：I=_。16在电工学中常用物理量“电导”(符号为G)来表示导体的导电能力，导电能力强则电导G的值大；导电能力弱，则电导G的值小，对于同一导体，其电导G和电阻R的关系为G=1/R。现有甲、乙两个导体，已知导体甲的电导为G1，导体乙的电导为G2，则导体甲和导休串联时的总电导G串=_。17在如图所示电路中，滑动变阻器R的阻值变化范围为022，电狙R0的阻值为8且保持不变，电阻r的阻值rR0，接通电路后，当滑片P置于变阻器的b瑞时，电阻R0消耗的实际功率为2W，那么，当滑片P位于变阻器的a端时，加在电阻R0两端电压的可能值应在_V到_V之间。18S195型柴曲机的部分技术规格如表所示汽缸数汽缸直径额定功率转速燃油消耗率冷却方式195mm8.8kW2000R/min0.27kg/(kWh)蒸发水冷其中，“额定功率”是指柴油机正常工作时对外所做机械功的功率；“燃油消耗率”是指柴油机正常工作时，每输出1kWh的能量柴油机所消耗柴油的千克数，已知柴油的热值为3.3107Jkg，水的比热容4.2103J(kg),则(1)若柴油机的水箱中贮有10kg冷却水，当水的温度由20上升到40时，这些水所吸收的热量是_J。(2)已知柴油机的效率=W/Q100(式中W为柴油机在某段时间内对外所做的功， Q为它在这段时间内所消耗的柴油完全燃烧所产生的热量)，则该柴油机正常工作时的效率约为_。19（7分）阅读短文，回答问题：新型发热材料PTCPTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。t/R/0100300图18 家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，图18为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为-。 家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165左右，若它的温度高于165，电阻-，功率-，使其温度-（以上均填变化情况）；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。 某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将图19所示的电路连接完整。 你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）20、把一根粗细均匀的电阻丝弯成等边三角形ABC，如图所示，其中D为AB边的中点，如果CD两端的电阻值为9，则AB两端的电阻值为A、36 B、12 C、8 D、421. 1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起与会科学家的极大兴趣。如图3所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是（ ） A. 通电螺线管仍保持在原来位置上静止 B. 通电螺线管转动，直到A端指向南，B端指向北 C. 通电螺线管转动，直到A端指向北，B端指向南 D通电螺线管能在任意位置静止22李明家在装修房子期间，准备为酒柜安装一个小射灯（下表是射灯的部分参数），李明刚刚学过电学的有关知识，决定自己动手安装。把小射灯直接接入家庭电路以后，刚一通电，小射灯就烧坏了。经过认真检查，发现还有一个配件忘记安装了，李明通过研究说明书，明白了其中的道理。 （1）简要写出小射灯烧坏的原因：_。通过该事列你认为在使用和安装电器方面应注意：_。 （2）李明想自己动手测出一个小射灯的功率，图8是他设计的实验电路，此电路有什么错误和不妥之处？_。 （3）在解决了上述问题以后，李明进行了实验，并将实验数据填入上表。请算出小射灯的额定功率为_W。此表的设计还存在一个不当之处，请写出：_。 23摩托车有左、右两个转向灯，它们的规格均为“6V，9W”，仪表盘上另有转向指示灯L，规格为“6V，1W”，电源电压为6V。 当开关拨至左边，正常发光，提醒行人摩托车将要往左转；而另一侧的组成如图9所示的电路，L发光用来提示驾驶员亮了，但此时不发光。把开关拨至右边时的道理和左边时一样。 （1）分别求出转向指示灯L和转向灯、正常工作时的电阻； （2）求出图9中通过和L的电流（不计温度对灯丝电阻的影响）； （3）图9中，虽有电流通过，但不发光。试通过计算说明此时不发光的原因。24、 太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。 图15所示的是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0=1kW,在晴朗有天气，电池对着太阳时产生的电压U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问（1） 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？（2） 如果这辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？25、如图，是录音磁头的工作原理。录音时磁带上一层磁材料通过与磁头作用被磁化变成类似于图中的小磁体，从而记录声音。请根据图中小磁体的极性标出此时磁头26、下面是你某次与另两位同学合作完成的实验：实验目的：测定一段金属丝电阻（约100左右）。实验器材：电源（3V）；定值电阻3个R01（0.1）、R02（10）、R03（1000）;电流表1个（只有00.6A量程能使用）；单刀开关2个；若干导线。（1）甲同学设计了如图1的实验电路图，得到一致认同。乙同学按图1完成了实物连线如图2，但有一处连线错误，请你把错误的导线打上“”。（2）在选用定值电阻R0时引起争议，甲认为选R01（0.1），乙认为选R03（1000），你认为应选用，其理由是：。27小强家新买了只电热水壶(图10)，他想利用身边的一些器材来测定电热水壶的热效率(即电能转化为水的内能的效率)。(1)请你帮他设计出测量方案。要求：写出所要测量的物理量、所需器材以及计算热效率的表达式。(2)请你对提高电热水壶的热效率提出两条改进措施。28图8所示是研究导体产生的热量与导体电阻关系的实验装置。(1)将两根不同的电阻丝串联起来主要是为了控制什么物理量相同?(2)小强发现课堂上老师用加热煤油的方法来比较导体产生热量的多 少时，所用时间较长，回家后想用另外一种方法来比较。请你帮他想出一种方法，并说明是如何比较导体发热多少的。29如图18所示的部分电路中，电源电压U保持不变，a、b、c为三个接线柱，现备有三个电阻：R1=9，R2=6，R3=3 （1）若只在a、c间接入R1，则闭合开关S后，在1min内R1上产生的热量是240J，求电源电压U；（2）若要从R1、R2、R3中选取两个电阻，连人图中的虚线框内，使得S闭合时电路消耗的总功率是S断开时电路消耗总功率的3倍，请你在图19中画出两种连接电路（每个电路都应有两个电阻），并在连入电阻的上方标出该电阻的阻值或符号； （3）在（2）中的两种连接电路中任选一种，计算出S断开和闭合两种状态下电路的总功率。（若对两种连接电路都进行计算，则只对第一种计算评分）30、小宇从商场买回一个铭牌上规格为“220V 1000W”的电炉。由于目前市场上某些商品存在的质量问题，小宇准备在家中对这个电炉进行检验，看看它是否能达到额定功率，请你帮他想一个简便的方法，尽快地作出判断。给你提供的器材是小宇家中的电能表（如图10所示）、电源插座（电压220V）和计时器等。31在图25所示的电路中，电源电压为220V；R1、R2、R3为定值电阻，但是它们的具体电阻数值都没有标注，知道它们电阻的可能值是44、88、176或220。闭合开关S,在断开S1、S2与闭合S1、S2两种状态下，电流表的示数之比为1：lO。电路消耗电功率有四种可能的情况，其中消耗电功率的最大值是1100W。求： (1)R2的电阻值。 (2)在开关S闭合，S1、S2断开的状态下，电压表示数可能的值各是多少?7.通电后当恒温箱内的温度未达到导电温度计金属丝所指示的温度时，电热丝被连接在电路中，使恒温箱温度升高。当导电温度计中的水银柱上升到金司丝指示的温度时，继电器线圈被接通，衔铁被吸下，电热丝断电停止加热。温度降低后线圈电路断开，衔铁被释放，电热丝再次被连入电路，从而保持恒温箱内温度恒定 。29.（1）同一个电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强;（2）外形相同的电磁铁，电流一定时，线圈匝数越多磁性越强。因为，当电磁铁的强弱与通过的电流和匝数两种因素有关时，为了研究磁性强弱与匝数的关系，应控制电流相同。30.（1）电路图略（2）实验步骤：连接好电路，闭合开关S，调整滑动变阻器的滑片使电流表指针接近满偏，读出渡过R0的电流，记为I0，则UABI0R0;把电流表放接到Rx的支路中，测得渡过Rx的电流记为Ix（3（3）Rx=34.当待测电阻远小于电压表内阻时，用（甲）图所示的电路;