恒定电流经典习题.docx
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恒定电流经典习题
欧姆定律
【例1】在10s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2C,向左迁移的负离子所带电量为3C;那么电解槽中电流大小为多少?
【例2】电路中有一段导体,给它加上3V的电压时,通过它的电流为2mA,可知这段导体的电阻为Ω;如果给它两端加2V的电压,它的电阻
为Ω.如果在它的两端不加电压,它的电阻为Ω.
【例3】加在某段导体两端电压变为原来的3倍时,导体中的电流就增加0.9A,如果所加电压变为原来的1/2时,导体中的电流将变为A.
【例4】如图14-1-1所示为A、B两个导体的伏安特性曲线.
(1)A、B电阻之比RA:
RB为.
(2)若两个导体中电流相等(不为零)时,电压之比UA:
UB为;(3)若两个导体的电压相等(不为零)时电流之比IA:
IB为.
电阻定律
【例1】一段粗细均匀的镍铬电阻丝横截面的直径是d,电阻是R.把它拉制成直径是0.1d的均匀细丝后,它的电阻值变成()
(A)R/10000(B)10000R
(C)R/100(D)100R
【例2】电路中有一段导体,给它加上3V的电压时,通过它的电流为2mA,可知这段导体的电阻为Ω;如果给它两端加2V的电压,它的电阻为Ω.如果在它的两端不加电压,它的电阻为Ω.
【例3】关于材料的电阻率,下面说法哪些是正确的()
A.一根长导线截成等长三段,每段的电阻率是原来的1/3
B.金属导体的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率比合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性能的物理量,材料电阻率越大,则导电性能越差
【例4】一个标有“220V、60W”白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到220V,在此过程中,电压U和电流I的关系可用图象表示,题中给出的四个图象中(如图14-2-1),肯定不符合实际的是()
1.(综合题)两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的四倍,把另一根两次对折后绞合在一起,则它们的电阻之比是多少?
2.(应用题)A、B两地相距40km,从A到B两条输电线的总电阻为800Ω.若A、B之间的某处E两条线路发生短路.为查明短路地点,在A处接上电源,测得电压表示数为10V,电流表示数为40mA.求短路处距A多远?
3.(创新题)如图14-2-3所示,两个横截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则()
A.通过两棒的电流相等
B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不同
C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1大于粗棒内场强E2
D.细棒的端电压U1大于粗棒的端电压U2
电功和电功率
【例1】一只标有“110V,10W"字样的灯泡:
(1)它的电阻是多大?
(2)正常工作时的电流多大?
(3)如果接在100V的电路中,它的实际功率多大?
(4)它正常工作多少时间消耗1kW·h电?
【例2】对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是()
A.P=I2RB.P=U2/R
C.P=UID.P=W/t
【例3】若不考虑灯丝电阻随温度变化的因素,把一只标有“220V,100W”的灯泡接入电压为110V的电路中,灯泡的实际功率是()
(A)75W(B)50W
(C)25W(D)10W
【例4】一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V时,电流为0.3A,松开转轴,在线圈两端加电压为2V时,电流为0.8A,这时若电动机正常工作,求该电动机正常工作时,输入电动机的电功率是多少?
电动机的机械功率是多少?
这时电动机的效率是多少?
1.(综合题)两个白炽灯泡A(220V,100W)和B(220V,40W)串联后接在电路中,通电后哪个灯较亮?
电灯中的电流最大等于多少?
此时两灯所加上的电压是多大?
两灯的实际总电功率是多少?
(不考虑温度对电阻的影响)
2.(应用题)如图14-5-1所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r=1Ω,电动机两端电压为5V,电路中的电流为1A,物体A重20N,不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)电动机输入功率和输出功率各是多少?
(3)10s内,可以把重物A匀速提升多高?
(4)这台电动机的机械效率是多少?
闭合电路欧姆定律
【例1】电动势为2V的电源与一个阻值为9Ω的电阻构成闭和回路,测得电源两端电压为1.8V,求电源的内电阻.
【例2】在如图14-6-3所示的电路中,电阻Rl=100Ω,R2=300Ω,电源和电流表内阻均可不计.当两个电键S1、S2都断开或都闭合时,电流表的读数是相同的,求电阻R的阻值.
【例3】在如图14-6-4所示的电路中,在滑动变阻器R2的滑动头向下移动的过程中,电压表V和电流表A的示数变化情况如何?
【例4】在如图14-6-5所示的电路中,电池的电动势E=5V,内电阻r=10Ω,固定电阻R=90Ω,R0是可变电阻,在R0由零增加到400Ω的过程中,求:
(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率.
(2)电池的内阻和固定电阻R上消耗的最小热功率之和.
电压表和电流表伏安法测电阻
【例1】一电流表G,内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=3mA,把它改装成量程为3V的电压表,需串联一个多大的电阻?
该电压表的内阻多大?
【例2】电流表G,内阻Rg=25Ω,满偏电流Ig=3mA,要改装成量程为0.6A的电流表,应如何改装?
改装后此电流表的内阻多大?
【例3】如图14-7-2所示的电路中,电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A,那么待测电阻Rx的测量值比真实值,真实值为.(电流表的内阻为0.2Ω)
【例4】如图14-7-3,用伏安法测电阻时,如果不知道测电阻的大概值时,为了选择正确的电路以减少误差,可将电压表一个接头分别在a、b两点接触一下,如果安培表读数没有显著变化,则P应接在处.如果伏特表读数没有显著变化,则P应接在处.
1.(综合题)某电流表内阻Rg=200Ω,满偏电流Ig=2mA.现将它改装成量程分别为3V和15V的双量程电压表,试画出电路图,并计算附加电阻的阻值.
2.(应用题)某电流表内阻Rg=200Ω,满偏电流Ig=2mA.现将它改装成量程分别为0.6A和3A的双量程电流表,试画出电路图,并计算附加电阻的阻值.
3.(创新题)一伏特计由电流表G与电阻R串联而成,如图14-7-6所示,若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进().
A.在R上串联一比R小得多的电阻
B.在R上串联一比R大得多的电阻
C.在R上并联一比R小得多的电阻图14-7-6
D.在R上并联一比R大得多的电阻
电学实验题集粹(33个)
1.给你一只内阻不计的恒压电源,但电压未知,一只已知电阻R,一只未知电阻Rx,一只内阻不计的电流表但量程符合要求,以及开关、导线等,用来测Rx接在该恒压电源上时的消耗功率Px,画出测量线路图并写出简要测量步骤,以及Px的表达式.
2.如图3-94所示是研究闭合电路的内电压、外电压和电源电动势间关系的电路.
(1)电压表V的 (填“正”或“负”)接线柱应接在电源正极A上,电压表V′的 (填“正”或“负”)接线柱应接在探针D上.
(2)当滑片P向右移动时,V′的示数将 (填“变大”、“变小”或“不变”).
3.有一只电压表,量程已知,内阻为RV,另有一电池(电动势未知,但不超过电压表的量程,内阻可忽略).请用这只电压表和电池,再用一个开关和一些连接导线,设计测量某一高值电阻Rx的实验方法.(已知Rx的阻值和RV相差不大)
(1)在如图3-95线框内画出实验电路.
(2)简要写出测量步骤和需记录的数据,导出高值电阻Rx的计算式.
4.在“测定金属的电阻率”的实验中,用电压表测得金属丝两端的电压U,用电流表测得通过金属丝中的电流I,用螺旋测微器测得金属的直径d,测得数据如图3-96
(1)、
(2)、(3)所示.请从图中读出U= V,I= A,d= mm.
5.如图3-97所示,是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管,管长L约40cm,直径D约8cm.已知镀膜材料的电阻率为ρ,管的两端有导电箍M、N,现有实验器材:
米尺、游标卡尺、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关、导线若干根,请你设计一个测定电阻膜膜层厚度d的实验,实验中应该测定的物理量是 ,计算镀膜膜层厚度的公式是 .
6.用万用表的欧姆挡测电阻时,下列说法中正确的是 .(填字母代号)
A.万用电表的指针达满偏时,被测电阻值最大
B.万用电表的指针指示零时,说明通过被测电阻的电流最大
C.测电阻前,把面板上的选择开关置于相关的欧姆挡上,将两表笔的金属杆直接短接,调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在电流的最大刻度处
D.用欧姆表的R×10Ω挡时,指针指在刻度20~40的正中央,则被测电阻的阻值为300Ω
E.测量前,待测电阻应跟别的元件和电源断开
F.用欧姆表的R×100Ω挡测电阻时,若指针指在零处附近,则应换用R×1kΩ挡
7.在“测定金属的电阻率”的实验中,电阻丝的电阻值约为40~50Ω,可供选择的主要器材如下:
A.电压表(内阻20kΩ,量程0~10V)
B.电流表(内阻约20Ω,量程0~50mA)
C.电流表(内阻约4Ω,量程0~300mA)
D.滑动变阻器(额定电流1A,阻值为100Ω)
E.滑动变阻器(额定电流0.3A,阻值为1700Ω)
F.电池组(电动势为9V,内阻为0.5Ω)
(1)电流表应选 ,滑动变阻器应选 .
(2)把如图3-98甲所示的器材连接成测电阻值的实验电路.
(3)用螺旋测微器测电阻丝的直径,读数如图3-98(乙)所示,则电阻丝的直径d= mm.
8.要用伏安法测定一个阻值只有几欧的待测电阻Rx,现提供了以下器材:
A.量程分别是0.6A、3A,内阻分别为几欧、十分之几欧的电流表1只;
B.量程分别是3V、15V,内阻分别为1kΩ、几千欧的电压表1只;
C.总阻值为20Ω的滑动变阻器1只;
D.6V的蓄电池1只;
E.开关1只和导线若干.
为使电阻的测量较为准确,并使电表能从零值开始读数,根据提供的实验器材,在如图3-99甲的方框内,画出符合要求的实验电路图.
用笔画线代替导线,将如图3-99乙所示的实物图连成实验电路.
如果其中一次测量电表的读数如图399丙所示,则由这个测量算得电阻值Rx= .
9.现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧).要求:
(1)在如图3-100所示的方框中画出实验电路图.
(2)简要写出完成接线后的实验步骤:
(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r= .
10.使用如图3-101所示器材测定小灯泡在不同电压下的电功率,并且作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方(U2)的关系曲线,已知小灯泡标有“6V,3W”的字样,电源是两个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器有两种规格,R1标有“5Ω,2A”,R2标有“100Ω,20mA”.各电表的量程如图3-101所示,测量时要求小灯泡两端的电压从零开始,并测多组数据.
(1)把图中实物连成实验电路,滑动变阻器应选用 .
(2)测量时电压表示数如图3-101所示,则U= V.
(3)在如图3-101所示的P-U2图象中,可能正确的是 ,理由是 .
11.在用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为2~20Ω,要求变阻器的滑动头在右端时,其所用阻值最大.线路连接图如图3-102所示,其中连线有错误的导线编号为 ;应改正的接线端为(说明由哪个接线端改为哪个接线端) .
I/mA
U/V
50.0
1.35
75.0
1.35
100.0
1.20
150.0
1.05
12.利用电压表和电流表测1节干电池的电动势
和内阻r,电路如图3-103所示,图中R1为粗调滑动变阻器,R2为微调滑动变阻器,实验得到四组数据如表中所示.
(1)表中数据经处理后,可以确定电动势
= V,内阻r= Ω.
(2)现有滑动变阻器:
A(10Ω,1A),B(500Ω,0.5A),C(500Ω,0.1A).那么在本次实验中,滑动变阻器R1应选用 ,R2应选用 .(填“A”、“B”或“C”)
13.如图3-104为“研究电磁感应现象”的实验装置.
(1)将图中所缺的导线补接完整.
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,那么合上开关后[]
A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下
B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零刻线右侧
C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下
D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下
14.用电流表和电压表测1节干电池的电动势和内电阻,如图3-105中给出了A、B两个供选用的电路图,为了较精确地测定电动势和内电阻,实验中应选用 电路,正确选用电路后,试根据实验数据画出的U-I图线,得到电池的电动势
= V,内电阻R= Ω.
15.如图3-106为“研究电磁感应现象”的装置示意图.已知电流从正接线柱流入电流表时,指针向右偏转.
(1)闭合开关S稳定后,将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动,发现电流表指针向右偏转,则可断定电源的正极是 .
(2)以下做法能使电流表指针向左偏转的是 .
A.闭合开关S的瞬间
B.保持开关S闭合,将原线圈从副线圈中迅速抽出
C.将开关S断开的瞬间
D.保持开关S闭合,将原线圈中的铁芯迅速抽出
16.如图3-107是研究自感现象的演示电路图,电感线圈L的直流电阻与R相同,A1、A2是相同的电流表,当两电流表中的电流从右端流入时,指针均向右偏;从左端流入时,指针均为向左偏.则当开关S闭合瞬间,A1与A2中电流的大小关系是I1 I2(填“>”、“<”或“=”);当开关S闭合一段时间再断开的瞬间,表A1和A2的指针偏转方向是:
A1 ,A2 ;此时通过A1、A2的电流大小关系是:
I1 I2.(填“>”、“<”或“=”)
17.一灵敏电流表,当电流从它的正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转.现
把它与一个线圈串联,试就如图3-108中各图指出:
(1)图甲中电表指针的偏转方向是.
(2)图乙中磁铁下方的极性是.
(3)图丙中磁铁的运动方向是.
(4)图丁中线圈从上向下看的绕制方向是.
18.现有阻值为10.0Ω的定值电阻两个,两个开关,若干根导线和一个电流表,该电流表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电流表内阻可忽略不计,电源内阻约为几欧,电流表量程满足测量要求).
实验序号
磁场方向
磁铁运动情况
指针偏转情况
1
向下
插入
右偏
2
向下
拔出
左偏
3
向上
插入
左偏
4
向上
拔出
右偏
(1)在上边方框中画出实验电路图.
(2)简要写出完成接线后实验步骤_________________.
(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=_________________.
19.一同学用如图3-73所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系.已知电流从a接线柱流入电流表时,电流表指针右偏.实验时,磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况均记录在下表中.
(1)由实验1、3得出的结论是________.
(2)由实验2、4得出的结论是________.
(3)由实验1、2、3、4得出的结论是________.
20.有一只电压表,量程已知,内电阻为RV,另有一电池组(电动势未知,但不超过电压表的量程,内电阻可忽略),请用这只电压表和电池组,再用一个开关和一些连接导线,设计测量某一高阻值电阻Rx的实验方法.(已知Rx的阻值和电压表的内电阻RV相差不大)
(1)在下面方框内画出实验电路.
(2)简要写出测量步骤和需记录的数据,导出高阻值电阻Rx的计算表达式.
21.用如图3-74所示电路测量电源的电动势
和内阻r,改变R的阻值,得到一系列I、U值,最后用U-I图象来处理实验数据,得到
和r的值.由于实验原理带来的系统误差,使得求得的
值偏________,内阻值r偏________,为了减小误差,必须选用内阻________的电压表和阻值________的电阻R.
图3-74
22.把一只量程为300μA的电流表改装成一只欧姆表,使电流表表盘上原100μA刻线改为10kΩ;则200μA的刻线改为________kΩ,该欧姆表内电路的电阻是________kΩ,电源电动势是________V.
23.如图3-75为测量电源电动势和内阻的一种电路
图3-75
(1)在图中标出各表符号及正、负接线柱.
(2)R0在电路中的作用是________;在合上开关前,变阻器的滑动片应放在________端.(填左、右)
(3)用此电路测得的电源电动势和内电阻与真实值比较应该是
测________
真,r测________r真.(填“大于”、“小于”或“等于”)
24.如图3-76所示是打点计时器的简易构造,电源是________压________流电流,分析说明振针打点原理.
图3-76
25.现有以下器材
灵敏电流表:
满偏值为6mA,内阻为100Ω;
电池:
电动势为3V,内阻为10Ω;
另有可变电阻分别为R1:
0~10Ω的滑动变阻器;R2:
0~9999Ω的电阻箱:
R3:
0~1kΩ的电位器.
要求用上述器材组装一个欧姆表,电路如图3-77所示,回答下列问题:
图3-77
(1)需要的可变电阻是________.(填代号)
(2)该欧姆表正中间的刻度值是________.
(3)若某次测量中发现指针在1500Ω处,则表明此时流过灵敏电流表的电流值是________.
26.如图3-78实物分别为开关,两个电池串联的电源,电压表,电阻箱,还有导线若干(图中未画出).现用这些器材来测量电源的电动势
和内电阻r.
图3-78
(1)在上面右边线框内画出实验电路图并按电路图在实物图上连接导线.
(2)若要测得
、r的值,电阻箱至少需取________个不同数值.
(3)若电压表每个分度表示的电压值未知,但指针偏转角度与电压表两端电压成正比,能否用此电路测量
?
答:
________.能否用此电路测r?
答:
________.
27.发光二极管是电器、仪器上作指示灯用的一种电子元件,正常使用时带“+”号的一端要与电源正极相对(即让电流从元件带“+”号的一端流入).现要求用实验测出该元件两端的电压U和通过的电流I,并据此描绘该元件U-I图线(伏安特性曲线).
图3-79
(1)在图3-79方框内画出实验电路图(要求二极管两端电压能在0~2.5V间变化)
(2)实验测得发光二极管U-I图象如图3-79所示,若发光二极管的正常工作电压为2.0V,而电源是由内阻不计、电动势均为1.5V的两节干电池串联而成,则应该串一个大小为________Ω的电阻才能使发光二极管正常工作.
28.利用如图3-80所示电路对电流表进行校对.图中Ax为待校对电流表,A0为标准电流表,E为电源,R1为一限流电阻,R为一可变电阻,S为开关,为这一实验准备了如下器材:
图3-80
蓄电池(电动势6V,内阻约0.3Ω)
待校对电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
标准电流表(量程0~0.6~3A,内阻不超过0.04Ω)
定值电阻甲(阻值8Ω,额定电流1A)
定值电阻乙(阻值15Ω,额定电流1A)
滑动变阻器甲(阻值范围0~15Ω,额定电流1A)
滑动变阻器乙(阻值范围0~100Ω,额定电流1A)
已知两电流表的刻度盘都将量程均分为6大格,要求从0.1起对每条刻度一一进行校对.为此,定值电阻R0应选用________,变阻器R应选用________.
29.如图3-81所示是“用伏安法测量电阻”实验的电路图,只是电压表未接入电路中.图3-82是相应的实验器材,其中待测量的未知电阻Rx阻值约为1kΩ,电流表量程20mA、内阻小于1Ω,电压表量程15V、内阻约1.5kΩ,电源输出电压约12V,滑动变阻器甲的最大阻值为200Ω,乙的最大阻值为20Ω.
图3-81
(1)在图3-81的电路图中把电压表连接到正确的位置.
(2)根据图3-81的电路图把图3-82的实物连成实验电路.
图3-82
(3)说明本实验电路中两个滑动变阻器所起的作用有何不同?
答:
________.
30.用伏安法测量一个定值电阻的阻值,备用器材如下:
待测电阻Rx(阻值约200Ω,额定功率0.05W)
电压表V1(量程0~1V,内阻10kΩ)
电压表V2(量程0~10V,内阻100kΩ)
电流表A(量程0~50mA,内阻30Ω)
电源E1(电动势3V,额定电流1A,内阻不计)
电源E2(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)
滑动变阻器(电阻0~10Ω,额定电流2A)
开关及导线若干
为使测量尽量准确,要求进行多次测量,并取平均值,请你在方框中画出实验电路原理图,其中,电源选用________,电压表选用________.
31.利用电流表和两个阻值不同的定值电阻,可以测定电源的电动势和内电阻.在所用器材中电流表A量程为0~0.6~3A,定值电阻R1和R2的阻值都约在5~10Ω之间.电源为一节干电池,还有开关S1、单刀双掷开关S2及电线若干.
图3-83
图3-84
(1)请按如图3-83所示电路图要求在如图3-84所示实物图上连线.
(2)若考虑到电流表内阻rA对测量的影响,那么测量值与真实值相比,有
测________
真,r测________r真(选填“>”、“<”或“=”)
32.用图3-85所示的电路(R1、R2为标准定值电阻)测量电源的电动势
和内电阻r时,如果偶然误差可忽略不计,则下列说法中正确的是________.(填字母序号)
图3-85
A.电动势的测量值等于真实值
B.内电阻的测量值大于真实值
C.测量误差产生的原因是电流表具有内阻
D.测量误差产生的原因是测量次数太少,不能用图象法求
和r
若将图3-85中的电流表去掉,改用量程适中的电压表来测定电源的电动势
和内电阻r.
(1)需要读取的数据是___________________.
(2)其计算公式是__________
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