14.(10分)如图12所示,将一电动势为E=6 V、内阻r=0.5 Ω的电源,与一粗细均匀的电阻丝AB相连,电阻丝的长度为L=0.30 m,阻值为R=4 Ω,电容器的电容为C=3 μF.闭合开关S使其达到稳定状态后,将滑动触头P向右以速度v=0.6 m/s匀速滑动的过程中,电流计的读数为多少?流过电流计的电流方向如何?
图 12
解析:设在Δt时间内,触头P移动的距离为ΔL,则ΔL=vΔt,由于电阻丝单位长度上
电压值为
=·
因此在Δt时间内PB间电压改变
ΔU=ΔL=
而I==C
则I=·v= ×0.6 A=32 μA
电流方向从右向左.
答案:32 μA 从右向左
13.(8分)利用电动机通过如图11所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6 V,电源内
阻r=1
Ω,电阻R=3
Ω,重物质量m=0.10 kg,当将重物固定时,电压表的示数为
5 V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,
电压表的示数为5.5 V,求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦,g
取10 m/s2). 图 11
解析:设电动机内阻为r′
当将重物固定时I==1 A
R+r′==5 Ω,r′=2 Ω
当重物不固定时I′==0.5 A
P出=UI′=2.75 W,PR+Pr′=I′2(R+r′)=1.25 W
所以重物的功率P=P出-PR-Pr′=mgv,
解得v=1.5 m/s
答案:1.5 m/s
50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944≈10×1.54≈50,两者接近相等,即R与d的四次方成
反比,得出R与S2成反比.计算时选择合适的数据可使自己计算简单方便,如本题中
的(50.0,0.999,0.784)和(10.0,1.494,1.753).
(3)根据R=ρ有:l== m≈19 m.
答案:(1)1.200 (2)不满足 R与S2成反比(或RS2=常量) (3)19
20.0×0.01 mm=1.200 mm.
(2)直接用两组R、S值相乘(50×0.784=39.2,10.0×1.753=17.53),可得RS明显不相等,
可判断结果为“不满足”;并同时可简单计算
12.(8分)(2008·江苏高考)某同学想要了解导线在质量相同时,
电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷
导线,进行了如下实验:
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图10所示.读得直
径d=__________ mm.
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
电阻R(Ω) |
121.0 |
50.0 |
23.9 |
10.0 |
3.1 |
导线直径d(mm) |
0.801 |
0.999 |
1.201 |
1.494 |
1.998 |
导线截面积S(mm2) |
0.504 |
0.784 |
1.133 |
1.753 |
3.135 |
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?
若满足反比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7 Ω·m,则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l=________
m(结果保留两位有效数字).
解析:(1)螺旋测微器读数应先读可动刻度左边露出的主刻度L,如本题为1 mm,再看
固定刻度水平线对应的可动刻度n,如本题为20.0,记数为L+n×0.01=1 mm+
11.(12分)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2 kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为100 mA).在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4 V,电阻RV约为4.0 kΩ)
B.电流表A1(量程100 mA,电阻RA1约为5 Ω)
C.电流表A2(量程2 mA,电阻RA2约为50 Ω)
D.滑动变阻器R1(0-20 Ω,额定电流1 A)
E.电阻箱R2(0-999.9 Ω,最小分度值0.1 Ω)
F.开关S一只、导线若干
图9
(1) 为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员设计了如图9所示的电路原理图并选取了
(2) 相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)在实验操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂
电池的电动势E和内阻r.
①请在下面的方框中画出实验电路图(标注所用器材符号).
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间
的函数关系式________________________.
解解析:(1)流过R0的最大电流约为Imax== A=1.85×10-3 A=1.85 mA≪100 mA.因此使用电流表A1时,电流表示数太小,误差太大,故应调换为A2.
(2)①电路如图所示.
②根据闭合电路欧姆定律得:
E=U+r,整理得:=+·
答案:(1)用A2替换A1
(2)①电路图见解析 ②=+·
10.如图8所示,电阻R1=20 Ω,电动机内阻的阻值R2=10 Ω.当开关打开时,电流表的示
数是I0=0.5 A,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,
电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是 ( )
A.I=1.5 A B.I<1.5 A
C.P=15 W D.P<15 W 图8
解析:由题意可知,电路两端的电压U=R1I0=10 V,闭合开关后,当电压全部加在电动机的内阻上时,它的电流为1 A,但只有一部分电压加在电动机内阻上,所以I<1.5 A,B对;同理电动机所消耗的功率也小于10 W,则电路消耗的电功率P<15 W,D正确.
答案:BD
9.如图7所示的电路中,由于某一电阻发生断路或短路,使A灯变
暗,B灯变亮,则故障可能是 ( )
A.R1短路 B.R2断路
C.R3断路 D.R4短路 图7
解析:假设R1短路,发生故障后总电阻减小,干路电流增大,与R1并联支路电流减小,与R1串联电路电流增大,故A、B两灯都将变亮,与题设现象不同,所以A选项错误;假设R2断路,则电路中总电阻增大,总电流减小,A灯变暗,同时B灯两端电压增大,B灯变亮,表现与题设现象相同,所以选项B正确;假设R3断路,同理推知A灯变暗,B灯变亮,选项C正确;假设R4短路,可推知A、B灯都变亮,选项D不正确.
答案:BC
8.在如图6所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容
器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.开关闭合后,灯泡L能正常
发光.当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是( )
A.灯泡L将变暗
B.灯泡L将变亮 图 6
C.电容器C的电荷量将减小
D.电容器C的电荷量将增大
解析:当滑动变阻器的滑片向右滑动时,变阻器R接入电路部分电阻增大,灯泡L中电流减小,灯泡L将变暗,选项B错、A正确;电阻R接入电路部分电阻增大,电源路端电压增大,电容器两端电压增大,电容器C的电荷量增大,选项C错、D正确.
答案:AD
7.把标有“220 V,100 W”的A灯和“220 V,200 W”的B灯串联起来,接入220 V的电路中,不计导线电阻,则下列判断中正确的是 ( )
A.两灯的电阻之比RA∶RB=2∶1
B.两灯的实际电压之比UA∶UB=2∶1
C.两灯实际消耗的功率之比PA∶PB=1∶2
D.在相同时间内,两灯实际发热之比QA∶QB=1∶2
解析:RA== Ω
RB==Ω,则RA∶RB=2∶1
因为A与B串联
所以UA∶UB=RA∶RB=2∶1,PA∶PB=RA∶RB=2∶1.
相同时间内,QA∶QB=RA∶RB=2∶1.
答案:AB
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