高中物理第3章恒定电流学案鲁科版3-1(2)

2018-12-14 22:57

反。

答案:AC

3.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝电阻R2串联后接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P,则有( )

A.P=UI B.P=I(R1+R2) C.P>UI D.P>I(R1+R2)

解析:电路中消耗的电功率为P=UI,故A正确,C错误。消耗的电功率除了转化为电动机线圈与电热丝释放的热功率外,还有机械功率出现,即P>I(R1+R2),故D正确,B错误。

答案:AD 4.两只电流表

是由完全相同的电流计改装而成的,

的量程是3 A,

2

2

2

量程是6 A,为了测量8 A左右的电流,并联接入电路中,两者都有读数的情况下,正确的选项为( )

A.

读数相等

B.两者指针偏转角相等 C.

的读数比等于电流表的内阻之比

D.两者指针偏角之比等于两表内阻之比

解析:两个电流表并联,因表头相同,所以两表指针偏角相同,B项正确,排除A、D两项;根据并联分流原理,通过两电流表的电流之比跟表的总内阻成反比,故C项错误。

答案:B

5.图1是将滑动变阻器作分压器用的电路,A、B为分压器的输出端,

R是负载电阻,电源电压为U保持恒定,滑片P位于变;阻器的中央,下

列判断正确的是( ) 图1

A.空载(不接R)时,输出电压为U/2 B.接上负载R时,输出电压小于U/2 C.负载电阻R的阻值越大,输出电压越低

D.接上负载R后,要使输出电压为U/2,滑动片P须向上移动至某一位置

解析:空载时,输出电压为U/2;接上负载R时,R与滑动变阻器的下半部分并联,再与滑动变阻器的上半部分串联,因为并联电路的总电阻总要小于任一支路的电阻,而串联电路中各支路的电压与电阻成正比,所以接R时,输出电压小于U/2;负载R阻值越大,并联电路总阻值也大,输出电压就高;若还输出U/2的电压,需上移滑片P以增大并联电阻。

6

答案:ABD

6.用电流表和电压表测量电阻R的阻值。分别将图2甲和乙两种测量电路连到电路中,进行多次测量。按照图甲所示电路某次的测量情况:电流表的示数是4.60 mA,电压表的示数是 2.50 V;

按照图乙所示电路某次的测量情况:电流表的示数是 5.00 mA, 图2 电压表的示数是2.30 V。比较这两次测量结果,正确的是( )

A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω B.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω C.电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 Ω D.电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω

解析:据题意电流表变化明显,说明电压表的分流作用显著,故用电流表内接误差更小,

R测=2.5

-3 Ω≈543 Ω

4.6×10

电流表内接测量值比真实值大。 答案:B

7.如图3所示,两个电压表V1和V2,其内阻的大小之比为

RV11

=,两RV22

个阻值大小相等的电阻接在电压恒定的电源上,当开关S断开时,两电压表的示数分别为U1与U2,当电键闭合时,则电压表的示数分别为U1′与U2′,则下列关系式正确的是( ) 图3

A.U1′<U1,U2′<U2 C.U1<U2,U1′<U2′ 解析:当电键断开时,因为12

所以U1=U<U2=U

33

当电键闭合后,设电压表V1和R并联后的电阻为RV1′,电压表V2和R并联后的电阻为

B.U1′>U1,U2′>U2 D.U1′>U1,U2′<U2

RV11

=, RV22

RV2′,因为RV1<RV2,所以U1′<U2′,即C正确。

又由RV1′=

RRV1RV11

和=得 R+RV1RV22

RRV22RRV1

RV2′=<,所以RV2′<2RV1′,即U2′<2U1′。

R+RV2R+RV1

21

又因为U2′+U1′=U,所以U2′<U,U1′>U,故D正确。

33答案:CD

7

8.如图4所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开

关S,调节滑动变阻器,下列说法中正确的是( ) 图4

A.A1、A2的读数之比为1∶1 B.A1、A2的读数之比为5∶1 C.A1、A2的指针偏转角度之比为5∶1 D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1

解析:由电表A1、A2量程之比5∶1,则其内阻由R=可得内阻之比为1∶5。A1、A2并联故流经A1、A2电流之比与内阻成反比为5∶1,所以读数之比为5∶1,故B正确。由电表改装原理可得A1、A2并联如图所示。故流经电流计电流相等,两指针偏转角度相等,故C错,D正确。

答案:BD

二、实验题(本题共1小题,共8分,把答案填在题中横线上或按题目要求作答) 9.在“测定金属导线的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为5 Ω。实验室备有下列实验器材:

A.电压表V1(量程3 V,内阻约为15 kΩ) B.电压表V2(量程15 V,内阻约为75 kΩ) C.电流表A1(量程3 A,内阻约为0.2 Ω) D.电流表A2(量程600 mA,内阻约为1 Ω) E.变阻器R1(0~100 Ω,0.3 A) F.变阻器R2(0~2 000 Ω,0.1 A) G.电池E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω) H.开关S,导线若干

(1)为了提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有____________________。 (2)为了减小实验误差,应选用图5甲中________(填“a”或“b”)为该实验的电路图,并按所选择的电路图把实物图乙用导线连接起来。

Ug

Ig

8

图5

解析:(1)由电池E决定了电压表选V1,结合Rx粗略计算电流在600 mA内,故选A2,由Rx确定变阻器选R1,故应选器材有A、D、E、G、H。

(2)因A2的内阻不能满足远小于Rx,故选图b。实物连接如图所示。

答案:(1)ADEGH (2)b 实物图连接见解析

三、计算题(本题共3小题,共28分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

10.(8分)一台小型电动机在3 V电压下工作,通过它的电流大小是0.2 A,用此电动机提升重力为4 N的物体时,在30 s内可使该物体匀速提升3 m。若不计除电动机线圈发热以外的其他能量损失,求在提升重物的30 s内,电动机线圈所产生的热量。

解析:电动机提升重物的机械功率为:

P机=Fv=mg·s/t=0.4 W

电动机输入的功率为:P入=IU=0.6 W 由能量关系:P入=P机+P热

得:P热=P入-P机=(0.6-0.4) W=0.2 W 所产生的热量:Q=P热·t=0.2×30 J=6 J。 答案:6 J

11.(10分)如图6所示,两段长度和材料都完全相同的导线ab、

bc是横截面积之比为1∶4,串联后加上电压U。求:

(1)ab、bc两段导线内自由电子定向运动速率之比。 图6 (2)两段导线两端电压之比。

解析:(1)因两段导线串联,电流相等,同种材料,单位体积内 自由电子数也相等,

由I=neSv得va∶vc=Sc∶Sa=4∶1 (2)两段导线电阻之比

Ra∶Rc=(ρlρl)/()=4∶1

SaSc所以电压之比=

UaIRaRa==4∶1

UcIRcRc 9

答案:(1)4∶1 (2)4∶1

12.(10分)在如图7所示的电路中,电源电压U恒定不变,当S闭合时

R1消耗的电功率为9 W,当S断开时R1消耗的电功率为4 W,求:

(1)电阻R1与R2的比值; 图7 (2)S断开时,电阻R2消耗的电功率; (3)S闭合与断开时,流过电阻R1的电流之比。 解析:(1)S闭合时,只有R1接入电路,得

UP=I2R1=()2R1=9 W

R1

S断开时,R1、R2串联在电路中,有

U2

P′=I′2R1=()R1=4 W

R1+R2

所以(R1+R2)∶R1=3∶2,R1∶R2=2∶1。

(2)因为P=IR,所以串联电路中P与R成正比,所以S断开时R2消耗的电功率P2=P1/2=2 W。

(3)I=U/R,所以S闭合与断开时流过R1的电流与电路电阻成反比,为3∶2。 答案:(1)2∶1 (2)2 W (3)3∶2

2

10


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