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图10-13 |
解析:设电动机内阻为r′
当将重物固定时I==1 A
R+r′==5 Ω,r′=2 Ω
当重物不固定时I′==0.5 A
P出=UI′=2.75 W,PR+Pr′=I′2(R+r′)=1.25 W
所以对物体的功率P=P出-PR-Pr′=mgv,
解得v=1.5 m/s.
答案:1.5 m/s
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图10-14 |
(1)R1两端的电压;
(2)电源的内电阻r;
(3)R1、R2和r消耗的电功率P1、P2和Pr.
解析:(1)由I=kU3得
U= = V=2 V.
(2)根据闭合电路的欧姆定律有
E=U+IR2+Ir
r==-R2= Ω-24 Ω=1 Ω.
(3)P1=IU=0.16×2 W=0.32 W
P2=I2R2=0.162×24 W=0.61 W
Pr=I2r=0.162×1 W=0.026 W.
答案:(1)2 V (2)1 Ω
(3)0.32 W 0.61 W 0.026 W
15.(12分)(2010年广东中山调研)在如图10-15所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,当开关S接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关S接b时,电压表示数为4.5 V,试求:
图10-15
(1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)开关S接b时,电源的电动势和内电阻;
(3)当开关S接c时,通过R2的电流.
解析:(1)S接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式可得:
通过电源的电流I1= =1 A.
电源两端的电压U1==4 V.
(2)S接a时,有E=U1+I1r=4+r①
S接b时,R1和R2串联,R外′=R1+R2=6 Ω
通过电源的电流I2==0.75 A
这时有:E=U2+I2r=4.5+0.75 r②
解①②式得:E=6 V r=2 Ω.
(3)当S接c时,R总=R1+r+R23=6 Ω
总电流I3=E/R总=1 A
通过R2的电流I′=I3=0.5 A.
答案:(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A
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图10-16 |
(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少?
(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少?
(3)此时电源的输出功率是多少?
解析:(1)设小球在板间飞行时间为t,
t== s=0.2 s,
根据d=at2得飞行加速度
a== m/s2=20 m/s2
对小球根据牛顿第二定律得q-mg=ma解得
UAB== V=24 V
所以滑动变阻器两端电压U滑=UAB=24 V
设通过滑动变阻器的电流为I,由欧姆定律得,
I== A=1 A
滑动变阻器接入电阻的阻值R滑==24 Ω.
(2)此时电流表的示数为1 A,
电压表的示数为
U=E-Ir=(40-1×1) V=39 V.
(3)电源的输出功率P出=IU=39 W.
答案:(1)24 Ω (2)1 A 39 V (3)39 W
11.(2009年高考安徽卷)用如图10-11所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
a.电流表(量程0.6 A、3 A);
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图10-11 |
c.定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W);
d.定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W);
e.滑动变阻器(阻值范围0-10 Ω、额定电流2 A);
f.滑动变阻器(阻值范围0-100 Ω、额定电流1 A).
那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择________ V,电流表的量程应选择________A;R0应选择________ Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是________ Ω的滑动变阻器.
(2)引起该实验系统误差的主要原因是________________________________________________________________________.
答案:(1)3 0.6 1 0-10 (2)电压表的分流
9.(2009年高考重庆卷)某实物投影机有10个相同的强光灯L1-L10(24 V 220 W)和10个相同的指示灯X1-X10(220 V 2 W),将其连接在220 V的交流电源上,电路如图10-9,若工作一段时间后L2灯丝烧断,则( )
图10-9
A.X1的功率减小,L1的功率增大
B.X1的功率增大,L1的功率增大
C.X2的功率增大,其他指示灯的功率减小
D.X2的功率减小,其他指示灯的功率增大
解析:选C.L2灯丝烧断,则电路中的总电阻变大,由欧姆定律知,总电流减小,则除L2支路外,其他支路两端的电压减小,强光灯和指示灯的功率都要减小.其他支路电压减小,则L2两端电压升高,其功率增大.
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图10-10 |
A.R2处发生火情时,电流表示数将变小
B.R2处发生火情时,电流表示数将变大
C.当a、b两点间电压显著变大时,报警器开始报警
D.当a、b两点间电压显著变小时,报警器开始报警
解析:选BD.根据热敏电阻的阻值随温度升高而减小的特点可知,当R2处发生火情时,R2阻值减小,整个电路电阻减小,电流表示数增大,路端电压减小,故AC错误、BD正确.
6.(2009年上海模拟)在图10-6所示电路中,电源电动势为E,内电阻不能忽略.闭合S后,调整R的阻值,使电压表的示数增大ΔU,在这一过程中( )
A.通过R1的电流增大,增量为ΔU/R1
B.R2两端的电压减小,减小量为ΔU
C.通过R2的电流减小,减小量小于ΔU/R2
D.路端电压增大,增大量为ΔU
答案:A
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图10-7 |
A.2 A B.8 A
C.50 A D.58 A
解析:选C.只接通S1时,U1=12 V,I1=10 A
∴R灯== Ω=1.2 Ω
U内=I1r=10×0.05 V=0.5 V
\x( 磁力船(二∴电源电动势E=U1+U内=12.5 V.
再接通S2后,车灯与电动机并联,I2=8 A
∴U并=R灯·I2=1.2×8 V=9.6 V
U′内=E-U并=12.5 V-9.6 V=2.9 V
∴干路电流I== A=58 A
此时通过启动电动机的电流I′=I-I2=50 A.
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图10-8 |
5.如图10-5所示的电路中,电源有不可忽略的电阻,R1、R2、R3为三个可变电阻,电容器C1、C2所带电荷量分别为Q1和Q2,下面判断正确的是( )
A.仅将R1增大,Q1和Q2都将增大
B.仅将R2增大,Q1和Q2都将减小
C.仅将R3增大,Q1和Q2都将不变
D.突然断开开关S,Q1和Q2都将不变
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图10-5 |
R1增大,UC1增大,Q1增大,Q2减少;
R2增大,UC1增大,UC2增大,Q1、Q2都增大;
断开S,C1、C2均放电,Q1、Q2逐渐减少.
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图10-6 |
3.小灯泡通电后,其电流I随所加电压U变化的图线如图10-3所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法不正确的是( )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
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图10-3 |
C.对应P点,小灯泡的电阻为R=
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
解析:选C.在I-U图象中,图线的斜率表示电阻的倒数,图象中图线的斜率逐渐减小,电阻应逐渐增大;对应P点,小灯泡的电压为U1,电流为I2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为R=;其工作功率为P=U1I2,即为图中矩形PQOM所围的面积,因此本题应选择C项.