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文档简介
第七讲欧姆定律拓展练习题
1.下图是从某电子仪器拆下来的密封盒子,已经知道盒内有三只4。电阻和一电压为6V的电源,A、B、C、
D为四根引线.现用电表测量,结果如下:
实验组别接线情况读数情况
1n接B0
2m接An接C反向偏转
3n接D0
4m接B0
5n接Am接C6V
6m接D0
7P接B1.5A
。接c
8P接D1A
电源发热、电流表指针超出
90、P某种接线方式
量程范围
射——•";.........「
A--।!।1C
2--=.(g)±-----SB-;:-D
①结合上表实验所得,第9组实验将会发生危险事故,推想一下,这里的“某种接线方式”是指0、P接在哪两
个接线柱上?—
②再推想一下,密封盒子中的电路图应该是怎么样的,并在图中画出你的想法.
2.三个相同的电阻R和三个相同的电阻r组成如图所示的电路,电源电压恒定不变.如果最左边的电阻R两端
的电压为20V,中间的电阻R两端的电压为8V,求:
⑴电阻R与r之比;
(2)电源电压U.
--------1=1
rrr
ujR\]4
3.为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接
触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示.当酒精气体的浓度为。时,Ri的电阻为60Q在图乙所
示的工作电路中,电源电压恒为8V,定值电阻R2=202求:
RJQ
90
80
70
60
50
40
30
20
101-1-1-1T
0IIIII
0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0酒精气体浓度mg/mL
(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压表的示数是多少;
(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mLW酒精气体浓度式.8mg/mL,当电流表的示数为0.2A时,试通过计算判
断被检测者是否酒驾.
4.在如图所示的电路中,电流表A2的示数为2A,方向向上,电压表V的示数为10V,只知四个电阻值分别
为1。、2。、3Q和4。的电阻组成图示电路.
(1)画出符合题意的标明电阻值的电路图;
(2)求出电流表Ai可能的示数.
5.如图甲所示电路,电源电压U。不变,初始时滑动变阻器的滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生短
路(只有一段短路),合上开关后滑片P向左滑动过程中,电压表读数U与滑动距离X、电流表读数I与滑动距离x
的关系如图乙所示,贝II:
(1)根据图像可知:短路点位置在x等于—cm处开始,共有—cm发生短路;
(2)电源电压U。和电阻R2的阻值分别多大?
⑶滑片向左滑动的过程中(没有短路情况),该滑动变阻器滑片每滑过1cm,其阻值变化为多少?该滑动变阻器
电阻丝没有短路时总电阻值是多大?
6.如图所示的电路图中,把端点A、B接在电压U不变的电源两端,当闭合开关%,断开开关S2时,电压
表的示数为Ui,电流表A1的示数为Ii把端点C、D接在电压U不变的电源两端,当断开开关Si,闭合开关S
2时,电压表的示数为U2,电流表A2的示数为12.把端点C、B接在电压U不变的电源两端,当闭合开关Si、
S2时,电流表A1的示数为13,电流表A2的示数为14寸巴端点A、D接在电压U不变的电源两端,当断开开关S
1、闭合开关S2时,电流表A2的示数为15.已知:l/i:U2=3:4,/3:/4=5:3,%=R2>U2=10V求
⑴%:&;
(2)/2%;
(3)电源两端电压U.
7.用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“理想仪
表”,即认为电流表的内阻为零,电压表的内电阻为无限大.实际上,电流表和电压表都有一定的电阻值,因而我们
可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小、其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电
压大小、其阻值很大的电阻.所以,把电流表(或电压表)接入待测电路时,就相当于在待测电路中串联一个电阻(或
并联一个电阻).这样,电流表两端就要有一定的电压,电压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精确地
测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流.
⑴现有一个量程为0.6A、内电阻为0.13欧的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能,请说明理
由,若能,请说明用它能测量的最大电压值.
(2)现要精确测量一个阻值约为8欧的电阻Rx,实验室提供下列器材.
电流表A1:量程100mA,内电阻n=4欧
电流表A2:量程500RA,内电阻;々=750欧
电压表V:量程10V,内电阻:「3=10千欧,
变阻器Ro:阻值约为10欧
定值电阻Ri:阻值约10千欧
电池E:两端电压约1.5V,开关S,导线若干
①选出你测量时所需的适当器材,并画出电路图.
②需要测量哪些物理量?根据所测物理量,写出被测电阻Rx的表达式.
8.育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表,图中所示为其中两个量程的测试电路,G为
灵敏电流表,其内阻RG=I。。。、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)I=100uA,R为可调电阻,阻
值变化范围为0~5kQ,Ri和R2为定值电阻,2=150,=llfcn„E为1.5V干电池,S为量程选择开关.测量时
把待测电阻两端分别与A、B两端相接.为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值,需在表盘上重新标注示
数请回答:
⑴在指针满偏处,盘面应标注的示数是多少?
(2)当A、B间断开时,指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多少?
(3)开关分别置于1和2位置时,在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由.
(4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?请从电路原理上说明理由.------@------,
9.某同学在木板上安装如图所示的三只灯泡,已知灯泡J和L3的电阻分别为.%=10欧,夫3=25欧.连好
电路后要测电源电压时,发现连接电压表的导线长度不够,于是他用电压表接在A、C两点时发现读数为15伏,
接在B、D两点时读数为20伏.则此时电源电压为多少伏?(有不能整除的地方保留一位小数)
LiLiL3
10.有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理如图中的虚线框所示,它主要由三部分构成:
踏板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实
质是电流表).其中AO:BO=5:1,压力传感器R表面能承受的最大压强为2x106Pa,且已知压力传感器R的电阻与
所受压力的关系如下表所示.
踏板
压力传感器R
压力F/N050100150200250300
电阻R/Q300270240210180150120
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V.请回答:
(1)踏板空载时,电流表读数是多少A?
(2)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2x10-4巾2,则该秤的最大称量值是多少?
(3)为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘,我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系.请你
写出这个关系式.
11.有一内阻约在1000。〜2000。之间的电流表,因年代久远标度值已经看不出,仅有刻度某同学利用下表所列
器材、若干导线和开关等元件设计了一个测量该电流表内阻的电路.下图为已完成部分线路连接的实物连接图.
编号器材名称及技术指标
A待测电流表G
B电源E(电压未知)
C电阻箱RA(0~9999Q)
D滑动变阻器Ri(0〜20Q,1A)
(1)请用笔线代替导线完成实物连接图.
⑵请完成以下实验步骤:
①将开关S断开,按电路图接好各元件,使滑片P先置于—(选填H或"b”)端,电阻箱阻值调为—(选填
"零’或"最大').
②闭合开关S,调节滑片P于某一位置,使电流表G的指针偏转,并使指针指在—(选填“最大量程”“最大量
程的三分之二”“最大量程的一半”或“最大量程的三分之一”)处.
③调节—(选填“滑动变阻器”或“电阻箱阻值”),使电流表G的指针指在—(选填“最大量程”“最大量程的三
分之二”“最大量程的一半”或“最大量程的三分之一”)处.记下—(选填“滑动变阻器”或“电阻箱”)的阻值R.
④即得待测电流表内阻为—.
(3)利用此方法测得的电表内电阻—(选填“大于”或“小于”)实际的内阻.造成这种误差的原因是_____________
拓展练习
②力
1.①AC接线柱TSHHI-------r-c
BD
2解⑴
由层次关系得
207=8V+偌+给。7
则12=奈+急(省略单位)
令R=ar
则12=?+W
解得a=l或-1(舍)
AR:r=l:l
20V+20V厂
(2)u=20V+r+
Rr+-
3.解:由电路图可知,传感器和定值电阻串联,
(1)当被检测者的酒精气体的浓度为。时,Ri的电阻为60Q.
电路中的电流I=二=”=0.1A,
R600+20。
电压表的示数Ui=IR1=0.1AX60。=6V;
(2)当电流表的示数为0.2A时,由公式/=半导:
%=占&=言-200=20优
由甲图可知,被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/mL.
0.2mg/mL<0.3mg/mL<0.8mg/mL,所以被检测者属于;酉驾.
答:(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压的示数是6V;
(2)当电流表的示数为0.2A时,被检测者是酒驾.
4.⑴本题要进行多种分类讨论,能符合的有四种模式图像:图像如下:
(2)上述四种情况中,可以求出总电流有两种结果:5A和4.8A.
5.解:由电路图可知,心与R2串联,电压表测Ri两端的电压,电流表测电路中的电流.
⑴滑动变阻器某处发生短路时,滑片在短路长度内移动时,电路中的电流不变,电压表的示数不变,由图乙
可知,短路点位置在x=4cm处开始.x=7cm处结束,共有3cm发生短路;
(2)由图乙可知,当x=7cm时,电压表的示数(力=2.4V,电流表的示数匕=0.152,,因串联电路中总电压等
于各分电压之和,所以,由/=演得,电源的电压:
K
Uo=力+hR2=2.4V+0.154XR2,
当x=llcm时,电压表的示数(//=2V,电流表的示数12=0.254,
则电源的电压:
Uo=U:+I2R2=2V+0.254xR2l
因电源的电压不变,
所以,2.47+0.154XR2^2V+0.254XR2,
解得:&=4优
电源的电压U0=U1+1出2=2AV+0.152X40=3V;
⑶当x=7cm和x=l1cm时,变阻器接入电路中的电阻:
/?7=?==160,Ri=y=~~=82所以,△Ri=7?7—Rii=16。-8。=80,
Ri的长度变化了△x=llcm—7cm=4cm,
该滑动变阻器滑片每滑过1cm,其阻值变彳化芋=2优
该滑动变阻器电阻丝没有短路时,x=7cm的阻值:
R\=2fl/cmx7cm=140,
该滑动变阻器电阻丝没有短路时的总电阻:
Ri=RJ+/?7=14/2+16。=3012.
答:⑴4;3;
(2)电源电压U。为3V,电阻R2的阻值为4Q;
(3)该滑动变阻器滑片每滑过1cm,其阻值变化为2Q,•该滑动变阻器电阻丝没有短路时总电阻值是30Q
6.解:电源U接在A、B两端,当闭合开关Si,断开开关S2时,等效电路图如图甲所示;
电源U接在C、D两端,当断开开关Si,闭合开关S2时,等效电路图如图乙所示;
电源U接在B、C两端,当闭合开关Si、S2时,等效电路图如图丙所示;
电源U接在A、D两端,当断开开关Si、闭合开关S2时,等效电路图如图丁所示.
⑴丙图中:因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由/=£可得:
U
^4_Z4_;3_5
&一、_「3,
甲、乙两图中:
力二”3=A)<蚂=A%3=3
U2I2R4,2R4,254’
解得:7=1.
,24
因电源两端电压u不变,
所以乜—R1+R4_>!.+&_5
,2R1+R3^1+|/?44’
解得:%=Rz=R&,
则”="=9;
人」/?3R33,
(2)因乙、丁两图中电源两端电压不变,
所以包—R1+R4+R2_Ri+Ri+Rj_3
"人,5—R2+R4-Ri+Ri-2
(3)乙图中:串联电路电阻的分压特点可知,电源的电压为U=R2+R4U=2xlOV=20K
段2
答:⑴Ri取为53(2)12:15为3:2;(3)电源两端电压为20V.
7.解:(1)用该电流表测电压时,等效电路图如图所示:
—t--------1—।------1—
电流表两端的最大电压UA=IR=0.6Ax0.13Q=0.078V.
:电流表与被测电阻并联,
..•能用该电流表测量电压,最大测量值为0.078V.
(2)①电流表A?与被测电阻并联,表A1与被测电阻串联,然后与滑动变阻器的滑片相连接,最后滑动变阻
器和开关、电源相连组成如图电路图:
②:Rx与表A2并联,
;•uX=U2=12T2,
通过Rx的电流为/x=/1-12,
则%=篙=篝,
8.解:(1)A、B两端直接连接在一起时((&B=0),调节滑动电阻器使灵敏电流表指针满偏,则指针所指处盘面
上应标注的示数为0.
(2)当A、B断开时,电阻应为无穷大,这时指针所指位置的示数应标8.
(3)开关置于2,且将A、B短接时表针满偏,
此时表盘内的总电阻R/=I。。恐64=15kQ,
若在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针指在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,因为指针
指在表盘中间位置时,电流表中的电流是指针满偏时的一半,所以由欧姆定律/=?可知,当U不变时,电流减半
时,电路中的总电阻应是满偏时电阻的倍,即&=优所以该挡位表盘中间示数应为
2R,尔=15k15kQ.
开关置于1,且将A、B短接时表针满偏时,因R2的阻值远远大于RI的阻值,所以可认为此时电路中总电
阻为15Q,同理若在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,
电路中的总电阻为满偏时的2倍,即Rx=15Q,所以该挡位表盘中间示数应为15Q.
(4)欧姆表表盘上的刻度是不均匀的.
理由:用R表示A、B短接时电路中总电阻,测量电阻Rx时,电路中电流/=/,可见I与Rx不成正比,
所以欧姆表表盘上的刻度是不均匀的.
9.解:A、C间的电流为:4C=#=三2=占B、D间的电流为:与。=*=言而根据串联电路中电
tiAC尺1.十尺2K2+IOJ2R2+R3尺2+25/2
流相等1AC:=1BD
15/_20/
R2+I。。Rz+250
解得:&=350
又电路中的电流为:1=人=黑=就需=之4
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