题目内容

14．某电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示，图中U=12V的直线为图线的渐近线，该电源允许通过最大电流为2A．将此电源和一个滑动变阻器，接成如图甲所示的电路．滑动变阻器最大阻值为R0=22Ω，试求：
（1）电源电动势E和内阻r；
（2）A、B空载时输出电压的范围；
（3）若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时，干路电流不能超过2A，A、B两端所接负载电阻至少多大．

分析 （1）根据乙图知，当R→∞时，U=E=12V．当U=6V时，r=R；
（2）A、B空载时当滑片滑至上端时，输出电压最大，当滑片滑至下端时，输出电压为零，由欧姆定律和串并联电路的特点求出输出电压的范围；
（3）A、B两端接某一负载电阻后，滑动变阻器滑片移至上端时，干路电流最大．根据欧姆定律得到干路电流与负载电阻的关系式，再根据条件：干路电流不能超过2A，求出负载电阻的最小值．

解答 解：（1）由乙图可知，当R→∞时，U=E，则得电源的电动势为：E=12 V
而当U=6V=$\frac{E}{2}$时，应有：r=R=2Ω．
（2）A、B空载时，当滑片滑至上端时，UAB最大为：Umax=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{0}+r}$E=11 V
当滑片滑至下端时，UAB为零
因此，A、B空载时输出电压范围为0～11 V．
（3）A、B两端接某一负载电阻后，滑动变阻器滑片移至上端时，干路电流最大．
此时I=$\frac{E}{{\frac{{{R_0}{R_x}}}{{{R_0}+{R_x}}}+r}}$
为了使电源不过载，应保证I≤2 A
代入数据得Rx≥4.9Ω
即所接负载电阻最小值为4.9Ω．
答：（1）电源电动势E是12V，内阻r是2Ω；
（2）A、B空载时输出电压的范围是0～11 V；
（3）所接负载电阻最小值为4.9Ω．

点评 本题关键要理解图象的物理意义，抓住R→∞时U=E，求得电动势，根据串联的分压特点求出电压的输出范围．

练习册系列答案
相关题目
4．有一直流电动机的内阻为4.4Ω，它和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在220V的电路两端，灯泡正常发光，则（　　）
A．电动机的输入功率为60WB．电动机的发热功率为60W
C．电动机的输出功率为60WD．电路的总功率为120W
5．佛山三中周一都会举行升旗仪式，2015届考入湖南大学的万伟杰同学就是三中的一位优秀升旗手，已知国歌从响起到结束的时间是48s，旗杆高度是19m，红旗从离地面1m处开始升起．升旗手从国歌响起时开始升旗，若升旗时红旗先向上做匀加速运动，时间持续为4s，然后做匀速运动，最后红旗做匀减速运动，减速时加速度大小是加速时加速度大小的2倍，国歌结束时红旗恰好停在旗杆顶端．
试求：（1）升旗时红旗的位移S和匀速运动的时间t3．
（2）红旗匀速运动的速度大小v．
（3）使红旗向上做匀加速运动时加速度的大小a．
2．有一根细而均匀的中空柱状导电材料样品如图a所示，截面为同心圆环如图b所示，在样品两端面上有焊接良好的引出导线．样品长约5cm，教师用多用电表的欧姆挡预测电阻时，选择开关置于“×10”倍率挡，其示数如图c所示，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内径太小，无法直接用长度测量工具测量．现提供下列实验器材：
A．20等分刻度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1（量程为50mA，内阻r1=100Ω）
D．电流表A2（量程为3A，内阻r2约为0.1Ω）
E．电压表V1（量程为3V，内阻r3约为10KΩ）
F．电压表V2（量程为15V，内阻r4约为90KΩ
G．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流2A）
H．直流电源E（电动势12V，内阻r约1Ω）
I．导电材料样品Rx（长约5cm，电阻约为图c测量值）
J．开关一只，导线若干．

不使用多用电表读数情况下，请根据上述实验器材设计一个尽可能精确的测量该样品内径d的实验方案，并回答问题：
①教师用多用电表预测的电阻值如图c所示，约为180Ω
②用游标卡尺测得该样品的长度如图d所示，其示数L=50.35mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图e所示，其示数D=3.206mm．
③请选择合适的仪器：电流表选A1电压表应选V2（填所选器材前标号）．
④在虚框内画出实验电路图．
⑤用ρ、L、D和测得量的符号来表示样品的内径d=$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρIL}{πU}}$，I为电流表读数、U为伏特表读数．
9．一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下述正确的是（　　）
A．电动机所消耗的电功率IUB．t秒内所产生的电热为IUt
C．t秒内所产生的电热为I2RtD．t秒内所产生的机械能为IUt
19．质量为m的物体始终静止在倾角α的斜面上，将斜面沿水平面上匀速向右移动距离L．如果斜面作用于m的弹力和摩擦力对m做功的大小分别为Wl和W2，则（　　）
A．W1=0、W2=OB．W1=mgLsin2α、W2=mgLcos2α
C．Wl=mgLcos2α、W2=mgLsinαcosαD．Wl=mgLsinαcosα、W2=mgLsinαcosα
6．关于平抛运动，下面说法正确的是（　　）
A．平抛运动的水平射程只决定于初始位置的高低，而与抛出的速度无关
B．一定是加速度 a=g 的匀变速曲线运动
C．平抛运动可以分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动
D．平抛运动的落地时间与初速度的大小无关，而落地时的水平位移与抛出点的高度有关
E．平抛运动的加速度方向始终与速度方向垂直
F．平抛运动的速度大小可以用v=v0+at代入vo、g、t数值计算
13．用接在50Hz 交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别得到了O、A、B、C、D等几个计数点，则相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s．用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm．由此可知，打C点时小车的速度大小为0.25m/s，小车运动的加速度大小为0.40m/s2．
14．用电流表和电压表测定三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5V，内电阻小于1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，开关，导线外，还有下列器材供选用；
A电流表：量程0.6A，内电阻约为1Ω
B电流表：量程3A，内电阻约为0.2Ω
C电压表：量程3V，内电阻约为30kΩ
D电压表：量程6V，内电阻约为60kΩ
E滑动变阻器：0-1000Ω
F滑动变阻器：0-40Ω
①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用A，电压表选用D，滑动变阻器选用F（均填仪器前的字母代号）
②为了使测量误差尽量小，完成实物图连接．

③实验中测量出如下6组数据，根据表格数据在U-I图中描点、连线
组别123456
U（V）4.354.304.254.204.154.10
I（A）0.110.210.300.390.510.60
④从图象中可知电动势E=4.40V，内电阻r=0.50Ω（结果均保留到小数点后两位）

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网