恒定电流主要题型

1 恒定电流主要问题 一 基本概念类一 基本概念类 例 1 来自质 子源的质子 初速 度为零 经一加速电压为 800kV 的直线加速器加 速 形成电流强度为 1mA 的细柱形质子流 已知 质子电荷 e 1 60 10 19C 这束质子流每秒打到靶 上的质子数为 假定分布在质子源到靶 之间的加速电场是均匀的 在质子束中与质子源 相距 L 和 4L 的两处 各取一段极短的相等长度的 质子流 其中的质子数分别为 n1和 n2 则 n1 n2 二 电路分析计算二 电路分析计算 例 2 如图所示 12V r 0 5 R1 2 R2 3 R3总电阻为 5 求 1 当滑动头 P 滑至何处时 安培计示数最小 2 当滑动头 P 滑至何处时 伏特计示数为零 例 3 如右图所示的电路中 直流发电机 M 的电动势 E 250 V 内阻 r 0 5 R1 R2 1 电热器组中装有 50 只完全相同的 电热器 每只电 热器的额定电压 为 200 V 额定功率为 1000 W 其他电阻不计 也不计电热器电阻随温度的变化 问 1 当接通几只电热器时 实际使用的电热器都能 正常工作 2 当接通几只电热器时 被接通电热器的总消耗 功率最大 3 当被接通电热器的总消耗功率最大时 电阻 R1 R2和内阻 r 上消耗的功率分别为多少 三 电路的动态分析三 电路的动态分析 例 4 在如下图所示的电路中 R1 R2 R3和 R4皆为定值电阻 R3为可 变电阻 电源的电动势为 E 内阻为 r 设电流表 A 的读数为 I 电压表 V 的 读数为 U 当 R5滑动触 点向图中 a 端移动时 A I 变大 U 变小 B I 变大 U 变大 C I 变小 U 变大 D I 变小 U 变小 四 电功和电热分析四 电功和电热分析 例 5 如图电路 变阻器 R1最大值为 4 此时它的有效阻值为 2 定值电阻 R2 6 电源 内阻 r 1 当开关 S 闭合时 电源的总功率为 16W 输出功率为 12W 这时灯正常发光 求 1 电灯的电阻 2 当开关 S 断开时 要使电灯仍正常发光 R1 的滑片应移到什么位置 并 求此时电源的输出功率及电 源的效率 2 例 6 微型吸尘器的直流电动机内阻一定 当 加上 0 3V 的电压时 通过的电流为 0 3A 此 时电动机不转 当加在电动机两端的电压为 2 0V 时 电流为 0 8A 这时电动机正常工作 则吸尘器的效率为多少 例 7 如图所示为用直 流电动机提升重物的装 置 重物重力G 500 N 电源电 动势E 110 V 不计电源内阻 及各处摩擦 当电动机以 v 0 9 m s 的恒定速度向上提升重物时 电路中电流 I 5 0 A 可以判断 A 电动机消耗的总功率为 550 W B 提升重物消耗的功率为 450 W C 电动机线圈的电阻为 22 D 电动机线圈的电阻为 4 0 五 含电容器电路的分析与计算五 含电容器电路的分析与计算 例 8 如右图所示 M N 是平行板电容器的两个 极板 R0为定值电阻 R1 R2为可调电阻 用绝缘细 线将质量为 m 带正电的小球 悬于电容器内部 闭合电键 S 小球静止时受到悬 线的拉力为 F 调节 R1 R2关于 F 的大小判断正 确的是 A 保持 R1不变 缓慢增大 R2时 F 将变大 B 保持 R1不变 缓慢增大 R2时 F 将变小 C 保持 R2不变 缓慢增大 R1时 F 将变大 D 保持 R2不变 缓慢增大 R1时 F 将变小 六 电路的故障分析六 电路的故障分析 例 9 如图所示的电 路中 灯泡 A 和 B 原来 都是正常发光 忽然灯泡 B 比原来变暗了些 而灯 泡 A 比原来变亮了些 试判断电路中什么地方出现断路的故障 设只 有一处出现了故障 七 电路实验七 电路实验 1 基本原则 安全 不损坏实验器材 不会损坏实验仪 器 精确 尽可能减小实验误差 方便 在保证实验正常进行的前提下 选 用的电路和器材应便于操作 读得的数据便于处 理 2 实验器材的选取 电源允许的最大电流要大于电路中的实际 电流 用电器的额定电流不能小于电路中的实际 电流 电压表和电流表的量程不能小于被测电压 和电流的最大值 电压表和电流表的指针应指到满偏刻度的三分 之二的位置左右 1 描绘伏安特性曲线 描绘伏安特性曲线 3 例 10 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而 变大 某同学为研究这一现象 通过实验得到如下 数据 I 和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压 1 在左下框中画出实验电路图 可用的器材有 电压表 电流表 滑动变阻器 变化范围 0 10 电源 小灯泡 开关 导线若干 2 在右下图中画 出小灯泡的 U I 曲 线 3 如果实验中测 得电池的电动势是 1 5 V 内阻是 2 0 问 将本 题中的小灯泡接在该电池两端 小灯泡的实际功 率是多少 简要写出求解过程 若需作图 可 直接画在上面的方格图中 2 测电阻 测电阻 例 11 有一未知电阻 Rx 为较准确地测出其 阻值 先后用如下图 a b 两种电路进行测试 利用 a 测得数据为 2 7 V 5 0 mA 利用 b 测得数 据为 2 8 V 4 0 mA 那么 该电阻测得值较准确 的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是 A 560 偏大 B 560 偏小 C 700 偏小 D 700 偏大 例 12 现用伏安法较准确的测一个阻值约为 30K 的电阻 可供选用的实验仪器有 A 电源 电动势 3V 内阻 0 5 B 电源 电动势 16V 内阻 2 C 电流表 量程 0 1mA 内阻 250 D 电流表 量程 0 500 A 内阻 500 E 电压表 量程 0 3V 内阻 10K F 电压表 量程 0 15V 内阻 50K G 滑动变阻器 阻值 0 200 H 开关和导线若干 实验电路应选取的仪器是 用字母表示 画出实验电路图 例 13 在做 测定金属丝的电阻率 的实验中 若待测金属丝的电阻约为 5 要求测量结果尽量 准确 提供以下器材供选择 A 电池组 3 V 内阻约 1 B 电流表 0 3 A 内阻 0 0125 C 电流表 0 0 6 A 内阻约 0 125 D 电压表 0 3 V 内阻 4 k E 电压表 0 15 V 内阻 15 k F 滑动变阻器 0 20 允许最大电流 1 A G 滑动变阻器 0 2 000 允许最大电流 0 3 A H 开关 导线若干 1 实验时应从上述器材中选用 填写仪 器前字母代号 2 测电阻时 电流表 电压表 待测金属丝电阻 Rx在组成测量电路时 应采用电流表 接法 测量值比真实值偏 选填 大 或 小 3 若用螺旋测微器测得金属丝的直径 d 的读数如 图所示 则读数为 mm 0 120 210 290 340 38 I A 0 420 450 470 490 50 0 200 400 600 801 00 U V 1 201 401 601 802 00 4 4 若用 L 表示金 属丝的长度 d 表 示直径 测得电 阻为 R 请写出计 算金属丝电阻率 的表达式 3 电表改装 电表改装 例 14 某个分压电阻串接在电压表上 使测 量电压的量程扩大到 n 倍 另一个分压电阻串接 在电压表上 量程扩大到 m 倍 如果把这两个电 阻并联后再串接到该电压表上 它的量程将扩大 到 A 倍 B 倍 2 1 nm mn nm mn C m n 倍 D m n 倍 例 15 如图所 示 将一个改装的 电流表接入电路进 行校准 发现待测 表的读数比标准表 的读数偏大一些 如表头的 IG是准确 的 出现的误差可能是下述哪种原因引起的 RG的测量值比真实值偏大 RG的测量值比真实值偏小 所并联的 R并比公式 R并 计算出 G GG II RI 的 R并 小 所并联的 R并比公式 R并 计算出 G GG II RI 的 R并 大 以上判断正确的是 A B C D 4 测电源的电动势和内电阻 测电源的电动势和内电阻 例 16 某同学用伏安法测一节干电池的电动 势 E 和内电阻 r 所给的其它器材有 A 电压表 V 0 3 15V B 电流表 A 0 0 6 3A C 变阻器 R1 20 1A D 变阻器 R2 1000 0 1A E 电键 S 和导线若干 实验中电压表应选用的量程为 填 0 3V 或 0 15V 电 流表应选用的量程为 填 0 0 6A 或 0 3A 变阻器应选 用 根据实验要求连接 实物电路图 实验测得的 6 组 数据已在 U I 图中 标出 如图所示 请 你根据数据点位置 完成 U I 图线 并 由图线求出该电池的电动势 E V 电阻 r 例 17 某同学为了较精确地测量某一节干电 池的电动势和内阻 实验室准备有下列器材 A 待测干电池 E 电动势约为 1 5 V 内阻约为 1 5 B 电流表 G 满偏电流 3 0 mA 内阻为 100 C 电流表 A 量程 0 0 6 A 内阻约为 1 D 滑动变阻器 R1 0 10 额定电流为 2 A E 滑动变阻器 R2 0 1 k 额定电流为 1 A F 定值电阻 R0 阻值为 900 G 开关一个 导线若干 1 为了能比较准确地进行测量 同时还要考虑操 作的方便 实验中滑动变阻器应选 2 根据题意在图甲中画出该实验所需要的电路 图 3 根据电路图 将实物图乙连接起来 组成完整 的电路 4 如图丙所示 是某同学根据正确的实验得到的 数据作出的图线 其中 纵坐标 I1为电流表 G 的 示数 横坐标 I2为电流表 A 的示数 由图可知 被测干电池的电动势为 V 内阻为 保留两位有效数字 例 18 在测定一节水果电池的电动势和内阻 的实验中 备有下列器材 A 水果电池 E 电动势大约 0 3 V 内电阻约 3 B 电流表 A1 满偏电流 3 mA 内阻 r1 100 C 电流表 A2 满偏电流 100 mA 内阻约 1 D 电压表 V 0 3 V 内阻约 1000 E 滑动变阻器 R1 0 20 1 A F 滑动变阻器 R2 0 200 1 A G 开关 S 和导线若干 请在虚线框图中画出测量 电池电动势和内阻的实验 电路图 并用题中所给的 相应的符号标注 5 多用表使用 多用表使用 例 19 右图为欧姆表面原理示意图 其中电 流表的满偏电流 Ig 300 a 内阻 Rg 100 可变 电阻 R 的最大阻值为 10k 电池的电动势 E 1 5V 内阻 r 0 5 图中与接线柱 A 相连的表 笔颜色应是 色 按正确使用方法测量 电阻 Rx的阻值时 指针指在刻度盘的正中央 则 Rx k 某同学在做多用电表测电阻的实验中 1 测量某电阻时 用 10 档时发现指针偏 转角度过大 他应该换用 档 填 1 或 100 换档后 在测量前先 要 2 如图所示 A B C 是多用表在进行不同 测量时 转换开关分别指示的位置 D 是 多用表表盘指针在测量时的偏转位置 若是用 A 档测量 指针偏转如 D 则读数为 100 10mA 50V A B C 6 若是用 B 档测量 指针偏转如 D 则读数为 若是用 C 档测量 指针偏转如 D 则读数为 练习 1 用伏安法测电阻时 由于电压表 电流表 内阻的影响 测量结果总存在系统误差 按如右 图所示的电路进行测量 可以消除这种系统误 差 1 该实验的第一步是 闭合电键 S1 将电键 S2接 2 调节滑动变阻器 RP和 r 使电压表 读数尽量接近满量 程 读出这时电压 表和电流表的示数 U1 I1 请你接着 写出第二步 并说明需要记录的数据 2 由以上记录数据计算被测电阻 Rx的表达式是 Rx 2 用以下器材测量待测电阻 Rx的阻值 待测电阻 Rx 阻值约为 100 电源 E 电动势约为 6 0 V 内阻忽略不计 电流表 1 量程 50 mA 内阻 r1 20 电流表 2 量程 300 mA 内阻 r2约为 4 定值电阻 R0 阻值为 20 滑动变阻器 R 最大阻值为 10 单刀单掷开关 S 导线若干 测量电阻 Rx的电路 图如下图所示 1 电路图中的电流 表 A1应该选择电流 表 填 1 或 2 开关 S 闭合前 滑动变 阻器 R 滑片应该移到 端 填 A B 或 无要 求 2 若某次测量中电流表 A1的示数为 I1 电流表 A2的示数为 I2 则由已知量和测得量表示 Rx的表 达式为 Rx 3 有一个标有 12 V 24 W 的灯泡 为了测定它在 不同电压下的实际功率和额定电压下的功率 需 测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流 现有如 下器材 A 直流电源 15 V 内阻可不计 B 直流电流表 0 3 A 内阻约 0 1 C 直流电流表 0 300 mA 内阻约