15章探究电路(欧姆定律计算)
1.如图所示,电阻R1为20Ω,电源电压为12V。开关S闭合后,求:
(1)当滑动变阻器R2接入电路的电阻为50Ω时,通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I。
(2)当滑动变阻器R2接入电路的电阻为30Ω,通过电阻R1的电流I1′和电路的总电流I′。
(3)通过此题的求解,你发现并联电路的特点有哪些?请写出一条。
2.如图,电源电压9V保持不变,R1、R2为定值电阻,R1=30Ω,R2=60Ω.求:
(1)只闭合开关S1和S2时,电流表的示数?
(2)开关S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数?
3.实验小组的同学设计了如图(a)所示的电路,已知电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为1Ω。闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图(b)所示的两条U-I图线。其中利用电压表V1和电流表A的数据描绘出甲图线,利用电压表V2和电流表A的数据描绘出乙图线。
求:(1)定值电阻R2的阻值;
(2)电源电压U。
4.甲、乙两地相距60km,在甲、乙两地之间沿直线铺设了两条地下电缆.已知每条地下电缆每千米的电阻为0.2Ω.现地下电缆在某处由于绝缘层老化而发生了漏电,设漏电电阻为Rx.为了确定漏电位置,检修员在甲、乙两地用电压表、电流表和电源各进行了一次检测.在甲地进行第一次检测时,如图所示连接电路,闭合开关S,电压表示数为6.0V,电流表示数为0.5A.用同样的方法在乙地进行第二次检测时,电压表示数为6.0V,电流表示数为0.3A.求:
(1)第一次与第二次检测的电源输出功率之比;
(2)漏电电阻Rx的阻值;
(3)漏电位置到甲地的距离.
5.如图甲所示,在2015年某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试.在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损.从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数随时间变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力变化的图像如图丙所示.电源的电压=24V,定值电阻R0=10Ω.求:
(1)在重物下落的过程中,
压力传感器的电阻是多少?
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?
6.某物理研究小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图甲所示。为水平杠杆,为支点,:已知报警器的阻值恒为,压力传感器固定放置,压力传感器受到的压力与的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时,闭合开关S,电压表的示数为:当托盘所受的压力增大,电压表的示数达到时,报警器开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计,电压表的量程为。
(1)求电源电压。
(2)当报警器开始报警时,压力传感器受到的压力是多大。
(3)当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为时,求托盘受到的压力。
(4)若要增大报警时最大载重量,请写出改进方法。
7.如图示,电源电压保持不变,电流表使用0~0.6A的量程,电压表使用0~3V的量程,定值电阻R1=5Ω,灯泡电阻R2=6Ω,滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω.
(1)开关S1断开,S2闭合,电流表示数为0.25A,电压表示数为2.5V,求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值;
(2)将开关S1闭合,S2断开,移动滑动变阻器的滑片,为了保证电流表和电压表不超过其量程,滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化?
8.如图甲所示的电路中,电源电压为24V,电阻R2=20Ω,电压表的量程为0~15V。闭合S后,调节滑片P使电压表示数为8V。
(1)电路中的电流为多少?
(2)R1消耗的电功率为多少?
(3)撤去图甲中的R1、R2,现有定值电阻R3=10Ω,两个滑动变阻器R4、R5(最大阻值分别为20Ω和50Ω),请将R4、R5其中之一和R3填入图乙所示的虚线框内。要求:
①闭合S,自由移动滑片P时电压表安全工作且示数不为零,R3两端电压有最大的变化范围;
②按要求完成图乙的电路图;
③求R3两端电压的变化范围。
9.如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表I的变化关系如图乙所示求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
10.如图(甲)所示,电源电压保持不交,当开关S从点2转到1时,电流表和电压表对应的两组数据如图(乙)描点所示,由图提供的信息求两个电阻和的阻值。
11.如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”,电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压:
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值。
12.如图1所示的电路中,电源电压恒定不变,R2=30Ω,R3=10Ω,通过R1的电流与它两端电压变化关系如图所示,求:
(1)R1的阻值大小;
(2)当Sl闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.15A,电源电压的大小;
(3)当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数大小.
13.如图所示电路,电源电压4.5V不变,电阻R1=5Ω,变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为了使两表均不烧坏,求变阻器允许的取值范围。
14.如图,电源电压保持不变,R1=10Ω,滑动变阻器R3最大阻值为20Ω。只闭合开关S1,滑片P在a端时,电流表的示数为0.2A;同时闭合开关S1和S2,滑片P在b端时,电流表的示数为0.8A。
求:(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
15.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中R是滑动变阻器,阻值是,油量表是由电流表改装而成的,实际是量程为0﹣0.6A的电流表,从指针所指的刻度可知油箱内油面高度,为校准电阻。已知电源电压为12V,油箱空和油箱满时金属滑片恰好在滑动变阻器的两端点a、b处。
(1)当油箱满时,电流表示数恰好为满刻度0.6A,求校准电阻的阻值和油箱空时电流表的示数I。
(2)若用电压表改装油量表,即用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高度,且要求油面上升时电压表的读数增大,改装后电路中校准电阻的阻值不变,求电压表示数变化范围。
答案
1.(1)0.6A,0.84A;(2)0.6A,1.0A;(3)略
2.(1)0.45A;(2)
0.15A
3.(1)2Ω;(2)1.5V
4.(1)5:3(2)4Ω(3)20km
5.(1)110Ω;(2)600N
6.(1);(2);(3);(4)略
7.(1)4V,10;(2)1.7.
8.(1)0.8A;(2)6.4W;(3),③4V~15V
9.(1)
9V;(2)
6Ω;(3)
12Ω
10.阻值为10Ω;的阻值为20Ω
11.(1)10V
(2)
50Ω
12.(1)20Ω
(2)6V
(3)0.5A
13.2.5
?到10
?
14.(1)6V;(2)30Ω
15.(1);0.2A;(2)4V~12V。