内容正文:
郓城一中2023级高二上学期月考试题
注意:
1、时间:90分钟 满分:100分
2、把选择题答案用2B铅笔填涂到答题卡选择题答案栏内;
3、把客观题答案用签字笔按题号写在答题卡指定位置,不要答错位置。
第I卷
一、单选题:(本题共8个小题,每题3分,共24分。题中的四个选项中有一个选项符合题目要求,先把选出的答案勾选到试卷上,全部完成后要转涂到答题卡上。)
1. 铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
2. 随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图为某扫地机器人,已知其工作额定电压,额定功率,充电额定电压,额定电流,电池容量,则下列说法不正确的是( )
A. 电池容量是指电池储存电能的大小
B. 机器人充满电后一次工作时间约为小时
C. 机器人正常工作时的电流为
D. 机器人充满电大约需要分钟
3. 一粗细均匀的镍铬丝,截面直径为d,电阻为R,把它拉至直径为的均匀细丝后,它的电阻变为( )
A.
B.
C. 100R
D 10000R
4. 如图是某电路的一部分,其中、、、、,那么,电流表测得的电流为( )
A ,方向向左 B. ,方向向左 C. ,方向向右 D. ,方向向右
5. 如图为多用表欧姆挡的原理图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻rg=100Ω,调零电阻的最大阻值R=50kΩ,串联的固定电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx,能准确测量的范围是( )
A. 30kΩ~80kΩ B. 3kΩ~8kΩ
C. 300Ω~800Ω D. 30Ω~80Ω
6. 额定电压均为110V,额定功率PA=100W,PB=40W的A、B两盏灯泡,若接在电压为220V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是( )
A. B. C. D.
7. 在如图所示电路中,闭合开关,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,四个理想电表、、、的示数都发生变化,电表的示数分别用、、和表示,电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示。下列说法正确的是( )
A 不变,变大
B. 变大,不变
C. 不变,变大
D. 电源的输出功率变大
8. 如图,电源内阻不能忽略,电流表和电压表均为理想电表。若发现电流表示数变小,电压表示数为零,则可能的故障是( )
A. R1断路 B. R1短路 C. R2断路 D. R2短路
二、多选题:(每题4分,共16分。每题有多个选项是正确的,部分得分2分,有错误选项不能得分,先把选出的答案勾选到试卷上,全部完成后要转涂到答题卡上。)
9. 在如图所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为相同规格的三个小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示,当开关闭合后,下列判断正确的是( )
A. 灯泡L1的电阻为12 Ω
B. 通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的2倍
C. 灯泡L1消耗的电功率为0.75 W
D. 灯泡L2消耗的电功率为0.30 W
10. 在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与干路电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路。由图可知( )
A. 电源的电动势为
B. 电阻的阻值为
C. 闭合电路的路端电压为
D. 电源的内阻为
11. 如图所示电路中,E为电源,其内电阻为r,V为理想电压表,L为阻值恒为2r的小灯泡,定值电阻R1的阻值恒为r,R3为半导体材料制成的光敏电阻,电容器两极板处于水平状态,闭合开关S,电容器中心P点有一带电小球处于静止状态,电源负极接地,则下列说法正确的是( )
A. 若将的滑片上移,则电压表的示数变小
B. 若突然将电容器上极板上移,则小球P点电势能增加
C. 若光照变强,则油滴会向上运动
D. 若光照变强,则AB间电路的功率变大
12. 如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出,电容器的电容。闭合开关S1,S2,电路稳定后,则( )
A. 电源的总功率为12W
B. 电容器所带电荷量为
C. 断开开关,稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
D. 断开开关,电源的输出功率增大
第II卷(非选择题)
三、填空题:(每空1分,共14分。把答案写在答题卡指定位置,写在试卷上不能得分。)
13. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为____。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径_____。
(3)用多用电表的电阻“”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为______。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻;
电流表(量程,内阻约;电流表量程,内阻约);
电压表(量程,内阻约;电压表量程,内阻约);
滑动变阻器阻值范围,允许通过的最大电流;
滑动变阻器阻值范围,允许通过的最大电流;
直流电源电动势,内阻不计; 开关;导线若干
则电流表应选____________,电压表应选_________,滑动变阻器应选______
(5)为使实验误差较小,要求电压表示数从零开始,尽量多测几组数据进行分析,请在下图中设计出电路图____________并将实物用导线连接______。
14. 某学习小组的同学用图甲所示的电路测量电源电动势和内阻。已知电源电动势约为,内阻约为几欧姆;两个直流电压表、的量程均为,可视为理想表;定值电阻;滑动变阻器的最大阻值为。实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表和的多组数据、。
(1)小文同学以电压表的读数为纵坐标,以两电压表读数之差与定值电阻的比值为横坐标作出图像如图乙所示,可测得电池组的电动势______________,内阻________________;结果均保留两位有效数字
(2)小梅同学利用测出的数据描绘出图像如图丙所示,图中直线斜率为,与横轴的截距为,可得电源的电动势___________,内阻___________;均用、、表示
(3)电压表的内阻并不是无限大,实际电压表可等效为理想电压表与电阻并联。上述方法中,电源电动势的测量值___________填“大于”“小于”或“等于”真实值;内阻的测量值___________填“大于”“小于”或“等于”真实值。
四、计算题∶(共46分,要把计算题的答案用签字笔写在答题卡指定位置,请注意各小题题号,不要答错位置,答错位置不能得分,解题要有必要的步骤,只写最后结果的不能得分)
15. 图1所示的电路中,电源的U-I图像如图3所示,灯泡的U-I图像如图2所示,铭牌上标有“2.5V 0.4A”的电动机线圈电阻为r0=1.0Ω。图1所示电路中,开关S闭合后,电动机刚好正常工作。求:
(1)电源内阻;
(2)电动机正常工作时,小灯泡的电功率;
(3)若某时刻出现故障,电动机卡死不转,电动机线圈的电功率为多少。
16. 如图为多用电表的原理图,已知表头G的内阻为Rg=100,满偏电流为Ig=250。
(1)档挡1是量程为I=0.5mA的直流电流表,求并联电阻R1的大小;
(2)已知电阻R2=4950,档挡2是什么表;量程为多少;
(3)档挡3为测电阻的欧姆表,已知电池E=1.5V、r=5Ω,电阻R3=2000Ω,给欧姆表调零时,调零电阻R0应调为多少。
17. 如图所示,电源电动势、内阻,电阻,电流表为理想电表,电容器的电容。闭合开关S,电路稳定后,求:
(1)电流表的示数;
(2)两端的电压;
(3)S断开后通过的电荷量为多少?
18. 如图所示的电路中,、均为定值电阻,且,的阻值未知,是一个滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图所示,其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)定值电阻的阻值;
(3)滑动变阻器的最大值;
(4)上述过程中上得到的最大功率。
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郓城一中2023级高二上学期月考试题
注意:
1、时间:90分钟 满分:100分
2、把选择题答案用2B铅笔填涂到答题卡选择题答案栏内;
3、把客观题答案用签字笔按题号写在答题卡指定位置,不要答错位置。
第I卷
一、单选题:(本题共8个小题,每题3分,共24分。题中的四个选项中有一个选项符合题目要求,先把选出的答案勾选到试卷上,全部完成后要转涂到答题卡上。)
1. 铜原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】单位长度质量为:m′=ρS;单位长度原子数为:;每个铜原子可以提供一个自由电子,故电子数为;电流;而;解得: ;故选D.
2. 随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图为某扫地机器人,已知其工作额定电压,额定功率,充电额定电压,额定电流,电池容量,则下列说法不正确的是( )
A. 电池容量是指电池储存电能大小
B. 机器人充满电后一次工作时间约为小时
C. 机器人正常工作时的电流为
D. 机器人充满电大约需要分钟
【答案】A
【解析】
【详解】A.电池容量是指电池的存储电量(电流与时间的乘积)多少,单位是“Ah”,不是储存电能的大小,故A错误;
BC.机器人正常工作时的电流
机器人充满电后一次工作时间为
故B、C正确;
D.电池容量,充电电流为,所以充电的时间
故D正确。
故选A。
3. 一粗细均匀的镍铬丝,截面直径为d,电阻为R,把它拉至直径为的均匀细丝后,它的电阻变为( )
A.
B.
C. 100R
D. 10000R
【答案】D
【解析】
【详解】镍铬丝的横截面的直径为d,横截面积为,由数学知识得知,直径变化后横截面积是,由于镍铬丝的体积不变,由长度变为原来的100倍,根据电阻定律 得到,电阻是原来的10000倍,即为10000R。
A.,与结论不相符,选项A错误;
B.,与结论不相符,选项B错误;
C.100R,与结论不相符,选项C错误;
D.10000R,与结论相符,选项D正确;
故选D。
4. 如图是某电路的一部分,其中、、、、,那么,电流表测得的电流为( )
A. ,方向向左 B. ,方向向左 C. ,方向向右 D. ,方向向右
【答案】A
【解析】
【详解】两端的电压
两端的电压
左端的电势与的左端电势相等,因,则右端的电势低于右端的电势,两端的电压
通过的电流
上端电势低,下端电势高,电流方向由下向上,因此用节点法可知通过电流表的电流方向向左,设电流表的示数为,流入节点的电流等于流出节点的电流,即
故电流表的示数为0.2A,方向向左。
故选A。
5. 如图为多用表欧姆挡的原理图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻rg=100Ω,调零电阻的最大阻值R=50kΩ,串联的固定电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx,能准确测量的范围是( )
A. 30kΩ~80kΩ B. 3kΩ~8kΩ
C. 300Ω~800Ω D. 30Ω~80Ω
【答案】B
【解析】
【详解】欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小,欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R总,根据闭合电路欧姆定律,满偏时
即此欧姆表的中值电阻
为使读数准确,测量电阻应在5kΩ附近。
故选B。
6. 额定电压均为110V,额定功率PA=100W,PB=40W的A、B两盏灯泡,若接在电压为220V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】判断灯泡能否正常发光,就要判断实际电压是不是额定电压或实际电流是不是额定电流,对灯泡有
可知RA<RB。
对于A电路,由于RA<RB,所以UB>UA,又
UB+UA=220V
则UB>110V,B灯被烧毁,UA<110V,A灯不能正常发光;
对于B电路,由于RB>RA,A灯与滑动变阻器并联,并联电阻小于RB,所以UB>U并,则UB>110V,B灯被烧毁,A灯不能正常发光;
对于C电路,B灯与滑动变阻器并联,并联电阻可能等于RA,所以可能
UA=UB=110V
两灯可以正常发光;
对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A灯、B灯的并联电阻,则
UA=UB=110V
两灯可以正常发光。
比较C、D两个电路,当灯A、B均正常发光时,由于C电路中滑动变阻器功率为
PC=(IA-IB)×110V
而D电路中滑动变阻器功率为
PD=(IA+IB)×110V
所以C电路消耗电功率最小。
故选C。
7. 在如图所示电路中,闭合开关,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,四个理想电表、、、的示数都发生变化,电表的示数分别用、、和表示,电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示。下列说法正确的是( )
A. 不变,变大
B. 变大,不变
C. 不变,变大
D. 电源的输出功率变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.电压表V1测定值电阻R1两端电压,定值电阻阻值不变,由
可知,不变。由欧姆定律
可知,图像斜率不变,为
A错误;
B.电压表V2测滑动变阻器R2两端电压,滑动变阻器的滑动触头向下滑动,其阻值变大,由
可知,变大。由闭合电路欧姆定律
可知
可知,图像斜率绝对值不变,为
B正确;
C.电压表V3测路端电压,滑动变阻器的滑动触头向下滑动,其阻值变大,路端电压变大,由
可知,变大。由闭合电路欧姆定律
可知
可知,图像斜率绝对值不变,为
C错误;
D.当外电路电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,外电阻变大,但是不知道外电阻与内阻的大小关系,所以无法判断电源输出功率的变化,D错误。
故选B。
8. 如图,电源内阻不能忽略,电流表和电压表均为理想电表。若发现电流表示数变小,电压表示数为零,则可能的故障是( )
A. R1断路 B. R1短路 C. R2断路 D. R2短路
【答案】B
【解析】
详解】A.若断路,外电阻增加,路端电压增大,则电流表示数变大,不符题意,故A错误;
B.若短路,外电阻减小,路端电压减小,通过的电路减小,则电流表示数减小。由于短路,测的电压表示数变为零,均符合题意,故B正确;
C.若断路,外电阻增加,路端电压增大,则电流表示数变大,不符题意,故C错误;
D.若短路,外电阻减小,路端电压减小,通过的电路减小,则电流表示数减小。设电阻和的总电流为,总电流增大,通过的电流减小,则增大,而通过的电流减小,因此通过的电流增大,电压表示数变大,不符合题意,故D错误。
故选B。
二、多选题:(每题4分,共16分。每题有多个选项是正确的,部分得分2分,有错误选项不能得分,先把选出的答案勾选到试卷上,全部完成后要转涂到答题卡上。)
9. 在如图所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为相同规格的三个小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示,当开关闭合后,下列判断正确的是( )
A. 灯泡L1的电阻为12 Ω
B. 通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的2倍
C. 灯泡L1消耗的电功率为0.75 W
D. 灯泡L2消耗的电功率为0.30 W
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、C、当开关闭合后,灯泡L1的电压U1=3V,由图2读出其电流I1=0.25A,则灯泡L1的电阻,功率P1=U1I1=0.75W,故A,C正确;
B、D、灯泡L2、L3串联,电压U2=U3=1.5V,由图读出其电流I2=I3=0.20A,则I1=1.25I2,灯泡L2、L3的功率均为P=UI=1.5V×0.20A=0.30W,故B错误,D正确;
故选ACD.
【点睛】本题关键抓住电源的内阻不计,路端电压等于电动势,来确定三个灯泡的电压.读图能力是基本功.
10. 在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与干路电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路。由图可知( )
A. 电源电动势为
B. 电阻的阻值为
C. 闭合电路的路端电压为
D. 电源的内阻为
【答案】AC
【解析】
【详解】AD.根据闭合电路欧姆定律得
当时,,由读出电源的电动势
内阻等于图线的斜率大小,则
故A正确,D错误;
B.根据欧姆定律可知,电阻的阻值为
故B错误;
C.两图线的交点表示该电源直接与电阻相连组成闭合电路时工作状态,由图读出电压,故C正确。
故选AC。
11. 如图所示的电路中,E为电源,其内电阻为r,V为理想电压表,L为阻值恒为2r的小灯泡,定值电阻R1的阻值恒为r,R3为半导体材料制成的光敏电阻,电容器两极板处于水平状态,闭合开关S,电容器中心P点有一带电小球处于静止状态,电源负极接地,则下列说法正确的是( )
A. 若将的滑片上移,则电压表的示数变小
B. 若突然将电容器上极板上移,则小球在P点电势能增加
C. 若光照变强,则油滴会向上运动
D. 若光照变强,则AB间电路的功率变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A、由于电路稳定时,R2相当于导线,所以将R2的滑片上移时,电压表的示数不变,故A错误;
B、若突然将电容器上极板上移,电容器板间电压不变,板间场强减小,由U=Ed知,P点与下极板间的电势差减小,而下极板的电势为零,所以P点电势降低,由于液滴带负电,所以小球在P点电势能增加.故B正确.
C、若光照变强,光敏电阻R3减小,通过小灯泡的电流变大,电容器两端电压为:U=E-I(r+R1),I变大,则U变小,即电容器两板间的电压变小,场强变小,油滴所受的电场力变小,因此油滴P要向下极板运动,故C错误;
D、根据当外电阻等于内电阻时,此时电源输出功率最大,将R1看成电源的内阻,由于等效电源的外电阻大于内电阻,外电阻变小,所以等效电源的输出功率变大,即 AB间电路的功率逐渐变大,故D正确.
12. 如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出,电容器的电容。闭合开关S1,S2,电路稳定后,则( )
A. 电源的总功率为12W
B. 电容器所带电荷量为
C. 断开开关,稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
D. 断开开关,电源的输出功率增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.外电阻为
根据欧姆定律可知,
则电源的总功率为:
故A正确;
B.选电源负极为0势点,则电容器下极板的电势为:
上极板的电势为
则间的电压为
电容器电荷量为
故B错误;
CD .断开开关,外电阻为
由于闭合前外电阻,内阻,则断开开关后,电源的输出功率减小,稳定后电路电流为
电容器的电压
电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
△△
故C正确,D错误;
故选AC。
第II卷(非选择题)
三、填空题:(每空1分,共14分。把答案写在答题卡指定位置,写在试卷上不能得分。)
13. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为____。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径_____。
(3)用多用电表的电阻“”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为______。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻;
电流表(量程,内阻约;电流表量程,内阻约);
电压表(量程,内阻约;电压表量程,内阻约);
滑动变阻器阻值范围,允许通过的最大电流;
滑动变阻器阻值范围,允许通过的最大电流;
直流电源电动势,内阻不计; 开关;导线若干
则电流表应选____________,电压表应选_________,滑动变阻器应选______
(5)为使实验误差较小,要求电压表示数从零开始,尽量多测几组数据进行分析,请在下图中设计出电路图____________并将实物用导线连接______。
【答案】(1)102.35
(2)4.620 (3)16
(4) ①. ②. ③.
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
主尺读数为
游标尺读数为
所以游标卡尺读数为
【小问2详解】
固定刻度读数为,可动刻度读数为
所以螺旋测微器的读数为
【小问3详解】
多用电表的读数为
【小问4详解】
[1][2]电源电动势为,电压表应选;
若电流表选,电压表最大示数近似为
则电压表读数误差较大,电流表需选;
[3]为了精确的测量电阻的阻值,需要尽可能大的调节电压的范围,滑动变阻器需要分压式接入,为方便实验操作,滑动变阻器应最大阻值较小的。
【小问5详解】
[1]待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器采用分压接法;电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表采用外接法,实验电路如图所示
[2]根据电路图连接实物图如下
14. 某学习小组的同学用图甲所示的电路测量电源电动势和内阻。已知电源电动势约为,内阻约为几欧姆;两个直流电压表、的量程均为,可视为理想表;定值电阻;滑动变阻器的最大阻值为。实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表和的多组数据、。
(1)小文同学以电压表的读数为纵坐标,以两电压表读数之差与定值电阻的比值为横坐标作出图像如图乙所示,可测得电池组的电动势______________,内阻________________;结果均保留两位有效数字
(2)小梅同学利用测出的数据描绘出图像如图丙所示,图中直线斜率为,与横轴的截距为,可得电源的电动势___________,内阻___________;均用、、表示
(3)电压表的内阻并不是无限大,实际电压表可等效为理想电压表与电阻并联。上述方法中,电源电动势的测量值___________填“大于”“小于”或“等于”真实值;内阻的测量值___________填“大于”“小于”或“等于”真实值。
【答案】(1) ①. 3.0 ②. 3.0
(2) ①. ②.
(3) ①. 小于 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律知
干路电流
故由图可知,电池组的电动势为
内阻
【小问2详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律整理得
结合图像知:当时
,
解得
,
【小问3详解】
[1][2]误差的原因在于电压表的分流,造成电流的测量值变小。将电压表的电阻与电源看成等效电源,测量值为等效电源的电动势
内阻
所以,电动势和内阻的测量均偏小。
四、计算题∶(共46分,要把计算题的答案用签字笔写在答题卡指定位置,请注意各小题题号,不要答错位置,答错位置不能得分,解题要有必要的步骤,只写最后结果的不能得分)
15. 图1所示的电路中,电源的U-I图像如图3所示,灯泡的U-I图像如图2所示,铭牌上标有“2.5V 0.4A”的电动机线圈电阻为r0=1.0Ω。图1所示电路中,开关S闭合后,电动机刚好正常工作。求:
(1)电源内阻;
(2)电动机正常工作时,小灯泡的电功率;
(3)若某时刻出现故障,电动机卡死不转,电动机线圈的电功率为多少。
【答案】(1)1Ω;(2)0.04W;(3)1.44W
【解析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律可得
根据图3可得电源电动势为
图线斜率为
(2)在图1电路中,电动机正常工作电流为0.4A,电动机两端电压为2.5V,电源内阻的电压为
根据闭合电路欧姆定律
解得
所以灯泡的电功率为
(3)电动机卡死不转,电动机线圈相当于一个纯电阻,此时电路简化为一个电动势为3.0V内阻为2.0Ω的等效电源,外接小灯泡,在灯泡的U-I图线中作出等效电源的U-I图线,两图线交点即为灯泡的工作点,如图所示
由图可得此时灯泡电流为
所以流过电动机线圈电流也为1.2A,此时线圈上的热功率为
16. 如图为多用电表的原理图,已知表头G的内阻为Rg=100,满偏电流为Ig=250。
(1)档挡1是量程为I=0.5mA的直流电流表,求并联电阻R1的大小;
(2)已知电阻R2=4950,档挡2是什么表;量程为多少;
(3)档挡3为测电阻的欧姆表,已知电池E=1.5V、r=5Ω,电阻R3=2000Ω,给欧姆表调零时,调零电阻R0应调为多少。
【答案】(1)100;(2)电压表,2.5V;(3)945
【解析】
【详解】(1)档挡1是表头G与电阻R1并联,改装为量程I=0.5mA的直流电流表,根据并联电路规律有
则并联电阻R1的大小为
=100
(2)档挡2表头G与电阻R1并联后,再一起与电阻R2串联,改装为电压表。其量程为
(3)欧姆表调零时,不接外电阻,即红黑表笔短接,在闭合电路中有
解得
则调零电阻R0应调为。
17. 如图所示,电源电动势、内阻,电阻,电流表为理想电表,电容器的电容。闭合开关S,电路稳定后,求:
(1)电流表的示数;
(2)两端的电压;
(3)S断开后通过的电荷量为多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)闭合开关S,电路稳定后,外电路总电阻为
电流表示数为
(2)R3两端的电压等于路端电压为
(3)闭合开关S,电路稳定后,电容器的电压等于R1两端的电压,为
电容器所带的电荷量为
Q=CU1=6×10-6×5C=3×10-5C
若S断开,电容器放电,相当于电源,R2与R3串联后再与R1并联,通过R2、R3的电流与R1的电流之比为
根据
Q=It
可得通过R1与R2的电荷量之比
Q1:Q2=I1:I23=2:1
所以通过R1的电荷量为
18. 如图所示的电路中,、均为定值电阻,且,的阻值未知,是一个滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图所示,其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)定值电阻的阻值;
(3)滑动变阻器的最大值;
(4)上述过程中上得到的最大功率。
【答案】(1)20V,20Ω
(2)5Ω (3)300Ω
(4)2.25W
【解析】
【小问1详解】
由闭合电路欧姆定律
代入数据得
,
解得
,
【小问2详解】
当的滑键自左向右滑时,阻值变小,使电路总电阻变小,而总电流变大。由此可知,图线上的A、B两点是滑片分别位于最左端和最右端时所得到的。当滑片位于最右端时,,被短路,外电路总电阻即为,则有
【小问3详解】
当滑片在最左端时,其阻值最大,并对应着图线上的A点,则有
再根据串、并联电路的规律,则有
代入数值得滑动变阻器的最大阻值为
【小问4详解】
当消耗的功率最大时,它两端电压最大,由知,这时电路的总电流I应为最小,故应把滑动变阻器的阻值调到最大,对应着图线上的A点,则当时,总电流最小为
此时两端的电压为
则消耗的最大功率为
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