1.如图10-4-12所示电路中,电压表的读数为9V,电流表读数为0.1A,
已知电压表内阻为900Ω,电流表内阻为20Ω,则电阻R的测量值与实
际值分别为( )
A.90Ω,110Ω B.100Ω,90Ω C.90Ω,100Ω D.90Ω,82Ω
[解析]测量值应为R测=
.由图可知,R测=R并=![]()
得R=100Ω.选C.
[答案]C
10.“加速度计”作为测定物体加速度的仪器,已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中,如图10-3-17所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A、B固定在待测系统上,滑块穿在A、B间的水平光滑杆上,并用轻弹簧固接于支架A上,其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架发生位移,并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.
已知滑块质量为m,弹簧劲度系数为k,电源电动势为E,内电阻为r,滑动变阻器总阻值R=4r,有效总长度为L.当待测系统静止时,滑动臂P位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U0=0.4E.取AB方向为参考正方向.
(1)写出待测系统沿AB方向做变速运动的加速度a与 “1、2”两接线柱间的输出电压U间的关系式
(2)确定该“加速度计”的测量范围.
[解析](1)设待测系统沿A→B方向有加速度a,
则滑块将左移x,满足kx=ma,此时
U0-U=
,而R′=
.
故有 a=
.
(2)当待测系统静止时,滑动臂P位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U0=0.4E,故输出电压的变化范围为0≤U≤2U0,即0≤U≤0.8E,结合(1)中导出的a与U的表达式,可知加速度计的测量范围是-
≤a≤
.
[答案](1)a=
;(2)-
≤a≤![]()
第Ⅳ课时 电阻的测量
9.
(2004年江苏卷)如图10-3-16所示的电路中,电源电动势
,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别为
,电容器的电容
.闭合开关S,待电流稳定后,用电压表测
两端电压,其稳定值为
.
(1)该电压表的内阻为多大?
(2)由于电压表的接入,电容器的带电量变化了多少?
[解析](1)设电压表的内阻为
,测得
两端电压为
,
与
并联后的总电阻为R,则有![]()
…① 由串联电路的规律得:
…② 联立①②得
代入数据得![]()
(2)电压表接入前,电容器上的电压
等于电阻
上的电压,
两端的电压为
,则
又
接入电压表后,电容器上的电压为
由于电压表的接入,电容器带电量增加了
联立以上各式得
代入数据可得![]()
[答案](1)4.8kΩ (2)2.35×10-6C
8.
如图10-3-15所示,电阻R3=4Ω,电表为理想表,开始时R1、R2、R3中都有电流通过,电压表示数为2V,电流表示数为0.75A,后来三个电阻中有一个发生断路,使电压表示数变为3.2V,电流表示数变为0.8A.
(1)哪个电阻断路?
(2)求电阻R1、R2的阻值各为多少?
(3)电源电动势和内阻各为多少?
[解析](1)由于电压表、电流表的示数都不为零,所以断路的电阻是R1
(2)R1断开后,伏特表示数即为R2两端电压,所以R2=![]()
R1断路前,R2两端电压
,R3两端电压
,由串联电阻的分压特点
,所以R1=
,通过R1、R3的电流![]()
(3)R1断路前E=
…① ,R1断路后E=
…②联立以上两式得E=4V,r=1Ω
[答案](1)R1;(2)8Ω;4Ω(3)4V;1Ω
7.某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线如图10-3-14所示,
则电源的电动势为_______,内电阻为_______,当U=2V时,
电源的输出功率为_______.
[解析]由图可知,E=3.0V.由闭合电路欧姆定律可得r=1Ω,P外=2W
[答案]3.0V;r=1Ω;2W
6.一太阳能电池板,现测得它的开路电压为0.80V,短路电流为0.04A.若将此电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则此太阳能电池板的路端电压是 V.
[解析]由E=0.8V,短路电流I短=0.04A,所以r=
,r=20Ω,当R=20Ω时,则路端电压U=
=0.4V
[答案]0.4
5.
如图10-3-13所示的电路,R1=10Ω,R2=8Ω,电池有内阻,K接1时,伏特表示数为2V,则K接2时伏特表示数可能为( )
A.2.2V B.2.9V C.1.7V D.1.4V
[解析]根据闭合电路欧姆定律可知:
U=
…①
K接1时,即为2=
…② K接2时,即为U=
…③
由②③得U=
…④根据极限分析法:电源内阻最大接近
无穷大,最小接近于零;当r→∞时,由④得U最小值1.6V;当r→0时,由④得U最大值2V;则U示数在1.6V<U<2V的范围内.故选C
[答案]C
4.
如图10-3-12所示电路中,电键S1、S2、S3、S4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮一油滴P,断开哪一个电键后P会向下运动( )
A. S1 B. S2 C. S3 D. S4
[解析]由P静止,则F电=mg,R1与R2并联后与C串联,
R1、R2是等势体,断开S1,C两端的电压不变,F电不变,
P仍保持静止.断开S2,C将放完所带的电,P将向下运动.
断开S3,C两端的电压将增至电动势E,F电增大,
P将向上运动.断开S4,C储存的电量不变,F电不变,P仍保持静止.
[答案]B
3.
图10-3-11中是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中( )
A.电阻R中没有电流 B.电容器的电容变大
C.电阻R中有从a流向b的电流 D.电阻R中有从b流向a的电流
[解析]由
可知当d增大时,C减小.由Q=UC知电容器两极板
带电将减少,故电阻R中有从a流向b的电流.选C
[答案]C
2.如图10-3-10所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向a端滑动,则( )
A.电灯L更亮,安培表的示数减小
B. 电灯L更亮,安培表的示数增大
C. 电灯L更暗,安培表的示数减小
D. 电灯L更暗,安培表的示数增大
[解析]当滑片向a端滑动时,R1↓-R总↓-I↑即A示数增大,
路端电压U=E-Ir减小,则灯L变暗.故选D.
[答案]D
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