第九章电路

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  •  2010/9/17
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1.有两只小灯泡A、B,A标有“3 V 0.3 A”;B标有“5 V 0.5 A”。有一电源,输出电压恒为8 V,要使此两小灯泡都能正常发光,如何连接?

【答案】

电路如图所示。

U3U1UU2=(8-5)V=3 V,

I3I2I1=(0.5-0.3)A=0.2 A,

R=\(\frac{{{U_3}}}{{{I_3}}}\)=\(\frac{3}{{0.2}}\) Ω=15 Ω

 

2.在如图所示电路中,电路的电压U一定。当滑动变阻器R3的滑动片向左移动时,电压表的示数如何变化?电流表的示数如何变化?

【答案】

当滑动变阻器R3的滑动片向左移动时,电压表的示数将减小,电流表的示数将增大。

【解析】

这是一个既有串联、又有并联的电路。当R3的滑动片向左移动时,R3接入电路的阻值减小,由于R2R3是并联的,则R2R3并联的总电阻R23亦将减小,而R1R23是串联的,所以电路的总电阻也将减小。

根据欧姆定律可知,当电路的电压U一定时,总电流I1将增大。又因为R1是连接在干路中的,所以R1两端的电压U1I1R1将增大。再根据串联电路的特点,UU1U2,显然,当U一定时,U2将减小,也就是说并联在R2R3两端的电压表的示数将减小。

由于U2减小,R2保持不变,根据欧姆定律通过R2的电流I2将减小,而干路中的电流I1却是增大的,根据并联电路的总电流与分路电流的关系,I1I2I3,可知通过R3的电流将增大。

 

3.一个电阻值为10 Ω的电阻,流过电流为1 A,在10 s内流过电阻的电子数有多少?电阻两端的电压为多大?

【答案】

6.25×1019个,10V

 

4.一根电阻丝的电阻为R,把它截成等长的三段,再把两头扭接在一起使用,则其电阻值为________。

【答案】

R/9

 

5.甲、乙两电阻的I-U关系如图所示,把它们串联后的,I-U关系图线一定在图中(  )。

(A)a区域                (B)b区域

(C)c区域                 (D)无法确定

【答案】

C

 

6.关于并联电路,下列说法中错误的是(    )。

(A)总电阻阻值必小于每一只电阻阻值

(B)其中一只电阻阻值增大时,总电阻阻值必减小

(C)再并联一只电阻时,总电阻阻值必减小

(D)拿掉一只电阻时,总电阻阻值必增大

【答案】

B

 

7.如图所示,R1=8 Ω,R2=20 Ω,R3=30 Ω,接到电压为20 V的电源两端,求每个电阻上的电压和流过的电流大小。

【答案】

R1上的电压为8 V,电流为1 A;R2上的电压为12 V,电流为0.6 A;R3上的电压为12 V,电流为0.4 A。

 

8.一个滑动变阻器和一个小灯泡连接成不同电路,你有几种连接方法,并说明不同连接方法的特点。

【答案】

一般来说有串联、并联和接在滑动臂上三种。

 

9.有三只阻值均为6 Ω的电阻,取其中的一只、两只或三只使用,通过不同的连接方式,共可获得______种不同的阻值,最小值为______Ω。

【答案】

7,2

 

10.在如图电路中,R1=100 Ω,a、c间电压为10 V,c、b间电压为40 V,虚线框内是一个未知阻值的电阻,则a、b间总电阻为______Ω。

【答案】

500

 

11.在如图所示电路中,三个电阻的阻值均为6 Ω,电压U恒为18 V,则电流表的示数为______A,电压表的示数为_______V。若将电压表与电流表的位置互换,则电流表的示数变为______A,电压表的示数为______V。

【答案】

1,12,3,9

 

12.滑动变阻器总电阻为20 Ω,连接成如图所示电路,试问滑动变阻器的滑片P移到什么位置时,A、B间总电阻最大?电阻的最大值为多少?

【答案】

正中间,5 Ω

 

13.如图电路中,三个电阻阻值均为2 Ω,U=6 V,求电流表和电压表的示数。

【答案】

1 A,6 V

 

14.如图电路中,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=6 Ω,U=12 V,求两只电流表的示数。

【答案】

10 A,6 A

 

15.如图电路中,总电压U保持不变,滑动变阻器总电阻为2R,当滑片P位于变阻器中点O时,四个电流表A1、A2、A3、A4上示数都为I0。试讨论说明当滑片P向上滑到Oʹ(变阻器四分之一点)点时,四个电流表示数的变化情况。

【答案】

A1小于I0,A2、A3大于I0;A4小于I0(提示:可以通过计算说明各电流表示数的变化)

 

16.有一调光型台灯,在它所用的白炽灯泡上标有“220 V 60 W”字样,在正常工作时,通过它的电流是_____A。若平时使用时,希望灯泡的功率在15~45 W之间变化,则应调节加在灯泡两端的电压,使它在_____之间变化。(忽略温度对电阻的影响)

【答案】

I0≈0.27A,110~191V

 

【解析】

I0==A=A≈0.27A。

设白炽灯的实际功率为P时,它两端的电压为U。由于忽略了温度对电阻的影响,根据电功率公式P=,可得

R==,

UU0

P1=15W时,U1=×220V=110V;

P2=45W时,U1=×220V=110V≈191V。

所以,加在调光灯泡两端的电压应在110~191V范围内变化。

 

17.关于用电器的额定功率和实际功率,下列说法中正确的是(    )。

(A)额定功率大的用电器,其实际功率一定大

(B)用电器不通电时,其额定功率就为零

(C)用电器的额定功率会随所加电压的改变而改变

(D)用电器的实际功率会随所加电压的改变而改变

【答案】

D

 

18.对某个接入电路中的用电器,下列各种说法中正确的是(    )。

(A)通电时间越长,它的电功率越大

(B)用电器两端所加电压越大,其额定功率也越大

(C)用电器内通过的电流越大,其额定功率也越大

(D)工作时间相同,额定功率较大的用电器消耗电能不一定较多

【答案】

D

 

19.甲灯标有“220 V 60 W”,乙灯标有“110 V 1000 W”,它们都正常工作时,较亮的是_____灯。甲灯第一次正常工作1 h,电流做功W,第二次正常工作2 h,电流做功W′。两次相比,W_____W′(选填“>”“=”或“<”)。乙灯第一次正常工作1 h,电功率为P,第二次正常工作2 h,电功率为P′。两次相比,P_____P′(选填“>”“=”或“<”)。

【答案】

乙,<,=

 

20.在如图所示电路中,固定电阻 R0 的阻值为 2000 Ω,滑动变阻器的滑动片 P 由 a 向 b 滑动时,电压表的示数的变化范围是 8~20 V,则滑动变阻器 R 的阻值变化的范围是_____。

【答案】

0~3000 Ω

 

21.已知R1=1 Ω,R2=2 Ω,R3=3 Ω,连接成如图所示电路,则通过电阻R1R2R3的电流关系是I1I2=_______,I1I3=_______,电阻R1R2R3两端的电压关系是U1U2=_______,U1U3=_______,电阻R1R2消耗的电功率之比P1P2=_______。

【答案】

5∶3,5∶2,5∶6,5∶6,25∶18

 

22.一个新型绿色冰箱,其输入总功率是180 W,一天的耗电量是1 kW·h。若冰箱每次制冷时间为7 min,且间隔均匀相等,则该冰箱每小时制冷的次数是多少 ?

【答案】

约为2次

 

23.一个规格为“2.5 V 1 W”的小灯泡和规格为“220 V 40 W”的灯泡串联后,接到220 V电路中去,会发生什么情况?通过计算说明原因。

【答案】

“220V 40W”的灯基本能正常工作,这是因为小灯泡的电阻远小于“220V 40W”灯的电阻,串联后接入电路,分得的电压约为1 V,几乎不影响“220V 40W”灯的工作。

 

24.在如图所示电路中,电压 U 恒为 12 V,滑动变阻器总电阻为 30 Ω,灯 L 标有“6 V 1.8 W”的字样。试求:为使灯正常发光,滑动变阻器的 Pa 部分电阻应多大?此时,滑动变阻器消耗的电功率为多大?

【答案】

10 Ω,5.4 W

 

25.如图电路中,电源电压U保持不变。当滑动变阻器R′接入电路时,它的电阻由原来的10 Ω增大至20 Ω时,电路中电阻R上各自消耗的电功率减小到原来的\(\frac{4}{9}\),求R的值。

【答案】

20 Ω

 

26.如图(a)所示是一种电熨斗,它由两个相同的电热丝R1R2组成。适用于两种电压,只要转动交换开关S,就能分别用于110 V或220 V电源,且两种情况下发热功率相同。请你在图(b)中将R1R2与a、b、c三个接线柱连接起来,使其具有这种功能。图(b)中阴影部分是导电金属条,它固定在S上。如图状态,d使ab短路,e与c相接,转过60°后,e与b相接,d仅与a相接,金属条分别与电源插头相连接。

【答案】

R1R2的右端分别与a、b相连,R1R2的左端连在一起后与c相连。

 

27.如图中的(a)、(b)、(c)、(d)四个电路中,小灯L1上标有“6 V 0.3 A”字样,小灯L2上标有“4 V 0.2 A”字样,电压Uab均为U=10V。试判断小灯不能正常发光的电路是________(选填各图下的字母代号,下同);小灯均正常发光,而消耗电功率最小的电路是_______。

【答案】

b,a

 

28.三幅漫画如图(a)、(b)、(c)所示,生动地描述了一位学生的一次经历。针对这三幅漫画,请你用已学过的物理知识编一个物理问题,并写出问题的解答。

【答案】

略【提示:可以在讨论的基础上,设计一些情景,并利用物理原理加以说明。例如:某同学接通电源后,发现其中一个灯不亮。他将不亮的灯拆下,发现该灯的灯丝断了。他将该灯摇一摇,使灯丝重新接通,并将此灯重新接入电路,此灯比另一盏灯更亮了。由于灯丝的总长度减小,灯丝电阻R减小。则灯泡的功率P=\(\frac{{{U^2}}}{R}\),灯泡两端电压不变,P增大,所以,灯泡变亮了。

 

29.多用电表的表面已模糊,只有图中一行是清楚的。现多用电表的指针在正确测量时所停留的位置。问:

(1)选择开关旋在直流电压25 V挡,则被测电压为多少伏?

(2)选择开关旋在直流5 mA挡,则被测电流为多少毫安?

(3)选择开关旋在R×100挡,则被测电阻为多少欧?

【答案】

(1)电压为13 V。

(2)电流为2.6 mA。

(3)示数为22,电阻值为22×100 Ω=2.2 kΩ。

 

30.使用多用电表测电阻时,下列说法中正确的是(    )。

(A)使用前指针未指在刻度最左端,应先用调零电阻调零

(B)测量时为保证接触良好,可用双手分别握住两笔和电阻两端的接触处

(C)测电路中元件的电阻时只要断开电路中的电源就行

(D)使用完毕后拔出表笔,还应该把开关旋钮置于OFF挡或高压交流挡

【答案】

D

 

31.下列用多用电表测电阻的步骤中,错误的是(    )。

(A)将选择开关置于某挡处,先进行调零

(B)测量时若发现指针几乎指在最左端,应将选择开关改置于×1k处

(C)若发现指针几乎指在最右端,应将开关旋钮改置于×1处

(D)换挡后可直接测量该电阻,将示数乘以倍率就是该电阻的阻值

【答案】

D

 

32.用多用电表测量某电阻时,指针位置如图所示,选择开关放在欧姆挡的×10倍率挡,则该电阻的阻值可能为(    )。

(A)17 Ω            (B)18 Ω

(C)170 Ω          (D)180 Ω

【答案】

C

 

33.我们通常利用多用电表的______挡来测电阻,利用多用电表还可以测量____和______,转动选择开关,可以改变测量上述量的________。

【答案】

欧姆,电压,电流,倍率,量程

 

34.欧姆表是根据_______制成的。欧姆表内除了电表外还有______和_____。欧姆表刻度的特点是_______________,其最左端的示数为_______,最右端的示数为________。

【答案】

闭合电路中电阻与电流的对应关系,电源,调零电阻,刻度不均匀,∞,0Ω

 

35.用欧姆表测量电阻时,指针指在刻度盘的________时,测量值比较准确;若指针偏离这个范围过远,这时则应重新改换__________,重新_________后再次测量。

【答案】

中央,倍率,调零

 

36.用多用电表测电阻Rx时,指针停留的位置如图所示。为了较正确地测出Rx的阻值,测量顺序应该是__________。(请填出下列各步骤的字母)

(A)换用Ω×1挡;

(B)换用Ω×100挡;

(C)换用Ω×1k挡;

(D)将两表笔跟Rx断开;

(E)将两表笔与Rx的两端接触;

(F)调零;

(G)读出示数,并乘以相应的倍率。

【答案】

D,A,F,E

 

37.某同学使用多用电表测电阻时,按如下步骤进行:

(1)把选择开关旋到“×1k”的欧姆挡上;

(2)把表笔插入测试杆插孔中,先把两根表笔相接触,旋转调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;

(3)把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转较大;

(4)换用“×100”的欧姆挡,发现指针偏转适中,随即记下多用电表的数值;

(5)把表笔从测试杆插孔中拔出后,就把多用电表放回桌上原处,实验完毕。

该同学在测量时已注意到,待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中违反了哪些重要的使用规则?

【答案】

该同学在使用多用电表测量电阻时,由于变换了倍率,没有重新调零,这是错误的。

 

38.请你利用多用电表测量各种型号的袖珍式收音机、收录机在不同工作状态下的电源输出电压和输出电流,并将数据记录在自己设计的表格中,与同学进行交流。

【答案】

为了安全,建议选择直流低电压的收音机。测量电压和电流时,要从最大量程开始测量,并逐渐调整量程,直至可以较好地读取数据。

 

39.在图所示的电路中,电源电压为6 V。按照预定的设计,当闭合开关后,调节滑动变阻器R1的滑动片,电流表的示数将在0.3~0.6 A之间变化。但在闭合开关后,调节滑动变阻器R1的滑动片,发现电流表的示数始终为零。请你用多用电表对电路以及电路中的元器件进行检测,说明检测结果和对应的电路故障。

【答案】

元件和导线损坏、连接处接触不良等因素,都会造成电路不同的故障。所以造成电流表没有示数有多种原因。检测故障的一般步骤是先选取电压档,从电源两端开始,测量各点与电源负极之间的电压值,与正常情况比照,确定可能的故障,再针对故障,利用多用电表的电阻挡,进一步确认。

 

40.利用图所示的电源、滑动变阻器、电阻箱、电流表和单刀双掷开关器材。请你设计一个电路,用替代法测量一个待测电阻的阻值,连接实物图并画出电路图。

【答案】

提示:利用单刀双掷开关倒向不同位置,将待测电阻与电阻箱先后接入电路,利用等效替代方法测出待测电阻值。

 

41.图(a)是用一种逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的防盗报警器电路图。该报警器的功能是:当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合,同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时,蜂鸣器就会发出呜叫声。试回答该报警器使用了哪一种门电路,并在电路的虚框内画出该门电路符号,然后用“逻辑电路实验器”完成此项实验。请考虑R2R0的大小关系如何?

【答案】

图(a)是用一种逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的防盗报警器电路图。该报警器的功能是:当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合,同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时,蜂鸣器就会发出呜叫声。试回答该报警器使用了哪一种门电路,并在电路的虚框内画出该门电路符号,然后用“逻辑电路实验器”完成此项实验。请考虑R2R0的大小关系如何?

 

42.常用的门电路包括______,________和_________,它们和传感器及其他电路元件可以组成形形色色的逻辑控制器。

【答案】

与门,或门,非门

 

43.如图所示,V是一个发光二极管,在a、b两端加上一定的电压(a端为高电势)时,发光二极管会发光。该电路是一个_______电路,当开关S处于________状态时,发光二极管不亮。

【答案】

非门,闭合

 

44.如图所示电路中,要使发光二极管发光,某些开关必须闭合,某些开关必须断开。请完成反映这种控制条件与控制结果的真值表。开关闭合为“1”,断开为“0”,V亮为“1”,灭为“0”。

输出

S1

S2

S3

V

0

0

0

0

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

【答案】

0,0,1;1,1,1

 

45.如图所示,是用DIS实验测量得到的用电器两端电压随时间变化的图线,图线反映了两种不同特性的电压信号。其中图(a)叫做_______信号,图(b)叫做_____信号。

【答案】

模拟,数字

 

46.如图(a)所示是一个模拟________逻辑关系的电路,请利用与之相对应的门电路实现相同的功能,并完成图(b)虚框内的电路。

【答案】

与门,图略

 

47.如图(a)所示是一个模拟______逻辑关系的电路,请利用与之相对应的门电路实现相同的功能,并完成图(b)虚框内的电路。

【答案】

或门,图略

 

48.图(a)中用电信号的方式标出了与门输入端A、B上的输入情况。请画出输出端Z输出的电信号。

【答案】

 

49.图是应用某种逻辑电路制作的车门报警电路。图中的两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上,只要任何一个开关处于开路状态(输入为逻辑1),那么输出也是逻辑1,发光二极管(警报灯)就发光。请你根据要求,在电路图的虚线框内画出门电路符号,用“逻辑电路实验器”完成此项实验,并写出该门电路的真值表。

输入

输出

A

B

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【答案】

或门

 

50.设计一盏指示灯。白天指示灯自动点亮,夜晚自动熄灭。夜间如果有人加班,被传感器检测到信号时,灯自动点亮;当人离开后,指示灯自动熄灭。

【答案】

选择模块:根据题意,传感器选择光照传感器模块和红外线传感器模块;执行器选择小灯模块;控制器选择“或”门控制程序。

9-37

实验步骤:将光照传感器和红外线传感器插入控制器的输入端,小灯插入控制器的输出端。打开控制器的电源,选择“04-或门控制”。程序运行后,当有光照或者有人体接近红外线传感器时,小灯点亮。

9-38

 

51.智能化自动控制系统通常由_______、______和______组成。

【答案】

传感器,控制器,执行器

 

52.使用模块机器人进行楼道灯实验(白天灯不亮;夜晚有声响时灯亮),其输入端需要使用________传感器和_______传感器。

【答案】

光照,声音

 

53.利用模块机器人完成一个装置:平时小灯点亮;当探测到磁场时,小灯熄灭。该装置利用哪种程序进行控制(    )。

A.即时控制程序

B.与门控制程序

C.或门控制程序

D.非门控制程序

E.延时控制程序

【答案】

C

 

54.生活中常见的传感器有___________、__________、___________。

【答案】

温度传感器,声音传感器,红外传感器

 

55.一台电风扇,只有白天人接近时,电风扇才转动,除此之外都不转动。写出初步的设计方案。(提示:使用光照和红外线传感器)

【答案】

使用光照和红外线传感器以及“与门”控制程序。

 

56.一辆小车,程序启动后,小车车轮并不立即转动,而将小车放在浅色桌面上时,小车立即向前运动。写出简单的设计方案。(提示:使用循迹传感器)

【答案】

使用循迹传感器以及“即时控制”程序。

 

57.一盏光控灯:当有人进入过道,被传感器检测到信号时,路灯自动点亮;当人离开传感器位置,小灯继续点亮一段时间后自动熄灭。写出初步的设计方案。(提示:使用延时程序)

【答案】

使用光照和红外线传感器以及“延时”控制程序。

 

58.关于电功和电功率,下列说法正确的是(    )。

(A)电流做功越多,单位时间内消耗的电能就越多

(B)电功率大的用电器消耗的电能一定多

(C)额定功率大的用电器做功一定快

(D)单位时间内电能消耗大的用电器电功率一定大

【答案】

D

 

59.如图所示,三个8 Ω的电阻串联后与电表相连,将A、B两端接入8 V的电压,则三个表的示数为多少?

【答案】

V1为8 V,V2为0 V,A为1 A

 

60.电阻R1R2R3连接成如图所示电路,已知A、B间电压保持不变,R3=100 Ω,流过电阻R3的电流为2 A,当电键S断开时,电路总功率为600 W;当电键S闭合时,电路总功率为1200 W,求电阻R1R2的阻值。

【答案】

66.7 Ω,200 Ω

 

61.如图所示,电路中电源电压U恒定,在滑动变阻器R的阻值逐渐减少的过程中,逐渐变暗的灯泡是(    )。

(A)L1        (B)L2        (C)L3        (D)三灯都变暗

【答案】

B

 

62.用多用电表测量电阻时,指针位置位于如图所示位置,且选择开关放在欧姆挡×10倍率挡,则该电阻的阻值是(    )。

(A)14 Ω            (B)15 Ω            (C)140 Ω          (D)150 Ω

【答案】

C

 

63.有两个规格分别为“3V 3W”和“6V 6W”的小灯泡,同时接到12 V的电源上,要使两个小灯泡都正常发光,可以用几个电阻作为辅助用电器,你能设计出几种方案,并分析哪一种方案最好,说明理由。

【答案】

本题是开放题,首先要求出每个灯泡的电阻值,然后与辅助电阻一起组成组合电路。关键是每个灯都达到额定电压,最好的方案是辅助电阻上消耗的功率最小。

 

64.如图所示电路中,当闭合开关S后,发现电流表无示数,在不拆开电路的情况下,用电压表测量各点间的电压来判断故障所在,若测得各点间的电压为UabUbc=0,UadUcd≠0,则故障可能是(    )。

(A)R1开路        (B)R2开路        (C)R3开路        (D)R3短路

【答案】

C

 

65.把6个相同的电灯泡接成如图所示的(a)、(b)两个电路,调节变阻器使电灯均正常发光,设两个电路消耗的功率分别为PaPb可以断定(    )。

(A)Pa>3Pb              (B)Pa<3Pb              (C)Pa=3Pb              (D)3PaPb

【答案】

C

 

66.有一只白炽灯,根据标出的额定电压和额定功率算出的电阻值为R1,而用多用电表的得的电阻值为R2,请判断两者的大小关系,并分析原因。

【答案】

R1R2,因为R1是灯泡正常工作(发热)时的电阻,R2是灯泡冷却时测得的电阻,通常电阻随温度升高而增大。

 

67.一台电动机额定电压为220 V,额定电流为5 A,线圈电阻为0.5 Ω。求:

(1)正常工作时这台电动机消耗的电功率和发热功率。

(2)正常工作1 min消耗的电能及输出的机械能(不计电动机内部的机械能损失)。

【答案】

(1)1100 W,12.5 W

(2)66 kJ,65.25 kJ

 

68.如图所示是某同学设计的一种风力测定仪的原理图,它可以通过电流表的示数来测定风力。图中P是一个重力G=4 N的小球,悬挂在一根旧金属线下面,O为悬挂点,AB是一根水平放置、粗细均匀的光滑的电阻丝,长L=30 cm,电阻值RAB=20 Ω,保护电阻R0=5Ω。电阻丝、保护电阻、电流表和悬挂小球的一部分金属丝串联起来接在电压U=10V的电路上。在无风时金属丝与电阻丝A端接触。OA=10cm,当水平风力向左作用于小球时,悬线将偏过一定的角度θ。金属线与电阻丝相交于C点,接触良好,金属线的电阻不计。问:

(1)无风时电流表的示数是多大?

(2)水平风力达3 N时,电流表的示数为多大?

(3)利用该装置还能测量哪些物理量?做哪些实验?

【答案】

(1)0.4 A

(2)0.5 A

(3)测加速度等

 

69.“与”“或”“非”三种基本的门电路通过组合可形成各种复杂的电路。如图所示,请按照电路图(a),利用逻辑电路实验器搭建实验电路[图(b)],并逐个分析各门电路输入、输出之间的逻辑关系。

【答案】

提示:此题可以先利用“逻辑电路实验器”进行电路搭建,根据实验结果在真值表中填写输入、输出之间的逻辑关系。

 

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