图10-13
13.(10分)利用电动机通过如图10-13所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6 V,电源内阻r=1 Ω,电阻R=3 Ω,重物质量m=0.10 kg,当将重物固定时,电压表的示数为5 V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5 V,求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦,g取10 m/s2).

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

PUI′=2.75 W,PR+Pr′=I2(R+r′)=1.25 W

所以对物体的功率PPPRPr′=mgv

解得v=1.5 m/s.

答案:1.5 m/s

图10-14
14.(10分)(2010年上海模拟)在如图10-14所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循IkU3的规律(式中k=0.02 A/V3),R2是普通电阻,阻值为24 Ω,遵循欧姆定律,电源电动势E=6 V,闭合开关 S后,电流表的示数为0.16 A.求:

(1)R1两端的电压;

(2)电源的内电阻r

(3)R1R2r消耗的电功率P1P2Pr.

解析:(1)由IkU3

U= = V=2 V.

(2)根据闭合电路的欧姆定律有

EU+IR2+Ir

r==-R2= Ω-24 Ω=1 Ω.

(3)P1IU=0.16×2 W=0.32 W

P2I2R2=0.162×24 W=0.61 W

PrI2r=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,R2R3=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EU1+I1r=4+r

S接b时,R1R2串联,R′=R1+R2=6 Ω

通过电源的电流I2==0.75 A

这时有:EU2+I2r=4.5+0.75 r

解①②式得:E=6 V r=2 Ω.

(3)当S接c时,RR1+r+R23=6 Ω

总电流I3E/R=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

图10-16
16.(12分)如图10-16所示的电路中,两平行金属板AB水平放置,极板长l=80 cm,两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=40 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=4 m/s水平向右射入两板间,该小球可视为质点.若小球带电量q=1×102 C,质量为m=2×102 kg,不考虑空气阻力,电路中礑电压表、电流表均是理想电表.若小球恰好从A板右边缘射出(g取10 m/s2).求:

(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dat2得飞行加速度

a== m/s2=20 m/s2

对小球根据牛顿第二定律得qmgma解得

UAB== V=24 V

所以滑动变阻器两端电压UUAB=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==24 Ω.

(2)此时电流表的示数为1 A,

电压表的示数为

UEIr=(40-1×1) V=39 V.

(3)电源的输出功率PIU=39 W.

答案:(1)24 Ω (2)1 A 39 V (3)39 W

12.(2010年合肥质检)在如图10-12甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A、B的规格为“3.8 V,0.3 A”.合上开关S后,无论怎样移动滑动片,A、B灯都不亮.

(1)用多用电表的直流电压挡检查故障,

①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示);

A.2.5 V  B.10 V

C.50 V  D.250 V

②测得cd间电压约为5.8 V,ef间电压为0,则故障是________;

A.A灯丝断开  B.B灯丝断开

C.de间连线断开  D.B灯被短路

(2)接着训练用欧姆表的“×1”挡测电阻,欧姆表经过“欧姆调零”,

①测试前,一定要将电路中的开关S________;

②测cd间和ef间电阻时,某次测试结果如图乙所示 ,读数为________ Ω,此时测量的是________间电阻.根据小灯泡的规格计算出的电阻为________ Ω,它不等于测量值,原因是:____________________________________________________________

_______________________________________________________.

图10-12

解析:(1)①由于四节干电池串联后电动势应为6 V,所以电压表量程应选10 V,B正确.

②灯泡不亮,说明电路断路或短路,电压表接cd端时有示数且接近电源电动势,说明有电流通过电压表,cd间以外其他部分电路接通,电压表接ef时无示数,说明cd间灯泡断路,A正确.

(2)①使用欧姆表时一定要将被测电阻从电路中断开,故填“断开”

②温度高时金属丝的电阻率大,计算出的电阻是灯丝温度高时的电阻(或测量出的电阻是常温下的电阻)读数应该为6 Ω.由于A灯泡断路,电阻无穷大,而欧姆表示数为6 Ω,说明测量的应该是ef间电阻.由R=可求得电阻为12.7 Ω;金属丝的电阻率随温度的升高而增大,利用R=算出小灯泡的电阻是在较高温度下正常发光时的电阻,而用欧姆表测量的电阻是小灯泡常温下的阻值,故不相等.

答案:(1)①B ②A (2)①断开 ②6 ef 12.7 原因见解析

 0  137973  137981  137987  137991  137997  137999  138003  138009  138011  138017  138023  138027  138029  138033  138039  138041  138047  138051  138053  138057  138059  138063  138065  138067  138068  138069  138071  138072  138073  138075  138077  138081  138083  138087  138089  138093  138099  138101  138107  138111  138113  138117  138123  138129  138131  138137  138141  138143  138149  138153  138159  138167  447348 

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