第3章 恒定电流 章末练习

科学认知

1.请研究你身边亮度可调的台灯,探究它调节灯光亮度的原理。

参考解答:有的是采用串接可变电阻来调节电路电阻,通过改变流过灯丝的电流,达到改变灯泡亮度的。

 

2.如图所示电路中,L1、L2 灯泡的规格为“110 V 60 W”,L3、L4 灯泡的规格为“110 V 30 W”,各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率,则这四盏灯泡中,实际消耗功率最大和最小的分别是哪个?请说明理由。

参考解答:实际功率最大的是L4,最小的是L3

由于 L2 与 L3 并联后再与 L1、L4 串联,由 R = \(\frac{{{U^2}}}{P}\) 可知,L1、L2 的电阻小于 L3、L4 的电阻。串联电路通过电阻的电流相等,根据 P = I2R 可知,L4 实际消耗功率最大。

L2 与 L3 并联,并联电路的电阻小于任一支路的电阻。两端的电压小于 L1 或 L4 的电压。根据 P = \(\frac{{{U^2}}}{R}\) 可知,L3 实际消耗功率最小。

 

3.在“伏安法测电阻”实验中,某同学用电流表外接法测电阻时,误将两表位置互换,则造成的结果为

A.电阻烧坏                             B.电流表烧坏

C.电压表示数几乎为零            D.电流表示数几乎为零

参考解答:D

 

4.如图所示电路中,当合上开关 S 后,两个标有“3 V 1 W”字样的灯泡均不发光,用电压表测得 Uac = Ubd = 6 V。如果各段导线及接线处均无问题,且只有一处故障,这说明

A.开关 S 未接通

B.灯泡 L1 的灯丝断了

C.灯泡 L2 的灯丝断了

D.滑动变阻器 R 的电阻丝断了

参考解答:C

 

5. 一个小型电动机加上 2 V 电压,电动机没有转动,测得电流为 1 A ;加上 12 V 电压,观察到电动机转动了,则此时流过电动机的电流

A.小于 6 A        B.大于 6 A        C.等于 6 A        D.无法确定

参考解答:A

 

6.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率 ρ = 8×106 Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可视为长度 20 cm、横截面半径 4 cm 的圆柱体,当在其两端加上电压 U = 100 V 时,该神经刚好发生反应。求引起神经纤维产生感觉的最小电流。

参考解答:3.1×10−7 A

 

7.工业上常用电导仪测量液体的电阻率。某电导仪有两个正对面积均为 1 cm2 的正方形铂片,其间距 d = 1 cm。若将两铂片全部浸入待测液体中,在两铂片间加 U = 6 V 的电压,测出其间的电流 I = 1 μA,则这种液体的电阻率为多少?

参考解答:6×104 Ω·m

 

8.如图所示的电路中,当 a、b 两端接入 100 V 电压时,c、d 两端用理想电压表测得电压为 20 V。求电阻 R1R2 之比。

参考解答:2∶1

 

9.一台电风扇电动机内阻为 20 Ω,接上 220 V 电源后正常工作,输入的电功率为 66 W。求:

(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流;

(2)电风扇正常工作时,转化为机械能的功率和转化为内能的功率,以及电动机的效率;

(3)若接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,则此时通过电动机的电流是多大?电动机消耗电能的功率和发热功率各是多大?

参考解答:(1)0.3 A

(2)P = 64.2 W,PQ = 1.8 W,η = 97.3%

(3)I = 11 A,P = 2 420 W

科学探究

10.某同学利用半偏法测量一电压表的内阻。实验室提供实验器材如下:待测电压表 V (量程 3 V、内阻约为 3 kΩ),电阻箱 R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器 R1(最大阻值100 Ω、额定电流2 A),电压为 6 V 的直流电源,开关两个,导线若干。

(1)该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分如图所示,请将电路图补充完整。

(2)根据设计的电路写出测量步骤。

(3)这种方法测出的电压表内阻与真实值相比,测量值偏大还是偏小?请说明理由。

参考解答:(1)由于待测电阻的阻值远大于变阻器的阻值,滑动变阻器采用的是分压接法,因此,完整的实验电路图如图所示。

(2)实验步骤

① 移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在的支路分压最小。

② 闭合开关 S2、S1,调节滑动变阻器 R1 的滑片,使电压表的指针达到满偏位置。

③ 保证滑动变阻器 R1 的滑片位置不变,断开开关 S2,调节电阻箱 R0,使电压表的指针达到半偏位置(表盘正中央)。

④ 读取电阻箱的电阻值。此值即为待测电压表的内阻。

(3)根据实验,根据串联电路的分压关系,即电压表与 R0 的电阻之比等于两者的电压之比。S2 闭合时,电压表占有从 R1 分得的全部电压,其值为电压表的满偏值,打开 S2,调节 R0,使电压表的示数为半满偏值,则 R0 的电压也是电压表的半满偏值,电压表和 R0 的电压相等,电阻相等。但当电路中串联入 R0 后,R1 滑片左边的电阻与电压表并联的电路总阻值变大,在干路中分得的电压变大,也就是这部分电路两端的电压大于电压表的满偏值,而此时电压表示数为半满偏值,因此,R0 两端的电压是大于半满偏值的。根据串联电路的分压规律,R0 的电阻是其实是大于电压表内阻的,而我们把 R0 的示数当作电压表的内阻,显然,测量值是偏大了。

 

*11.为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻 Rx,某同学设计了如图(a)所示的电路。

(1)实验时,闭合开关 S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将 c 点先后与 a、b 点连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将 c 点接_________ (选填“a 点”或“b 点”),按此连接测量,测量结果___________ (选填“小于”“等于”或“大于”)Rx 的真实值。

(2)根据实验测得的 6 组数据,在图(b)中描点,作出了两条图线。你认为正确的是_________ (选填“①”或“②”),并由图线求出电阻 Rx =________ (结果保留 2 位有效数字)。

参考解答:(1)a 点,小于

(2)②,7.5 Ω

温故知新

12.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图(a)所示。将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中,电流表的示数随时间的变化如图(b)所示。请分析在 t1t2 时间内和 t2t3 时间内小车的运动情况。

参考解答:在 t1t2 内,I 变大,阻值变小,压力变大,小车做加速度变大的加速运动;在 t2t3 内,I 不变,压力恒定,小车做匀加速直线运动。

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发布时间:2022/4/23 20:33:04  阅读次数:1095

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