高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题 题目答案及解析

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选修3-1

第二章 恒定电流

2.7 闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律基本问题

光敏电阻广泛的应用于光控制电路中,物理探究小组设计了图甲所示的电路测量不同照度下的光敏电阻的阻值,照度单位为勒克斯($\text{lx}$)。小组成员先将照射光敏电阻的光调至某一照度,将电阻箱阻值调到最大,先闭合电键${{\text{S}}_{\text{1}}}$,再将电键${{\text{S}}_{\text{2}}}$$1$连接,调节电阻箱的阻值如图乙所示时,此时通过电流表$\rm G$的电流为$I$,然后将电键${{\text{S}}_{\text{2}}}$$2$连接,当调节电阻箱的阻值如图丙所示时,电流表的示数恰好也为$I$

图乙的读数${{R}_{1}}=$        $\Omega$,图丙的读数${{R}_{2}}=$        $\Omega$,此照度下光敏电阻的阻值${{R}_{0}}=$       $\Omega$

[["2320","1120","1200"]]

根据电阻箱各旋钮的示数,可知$R_{1}$$=2320\ \Omega$$R_{2}$$=1120\ \Omega$;根据题意可知,电键与$1$连接和与$2$连接时电流表的示数都为$I$,根据闭合电路欧姆定律可知两种情况下电路中电阻大小相等,所以

$R_{0}$$=$$R_{1}$$-$$R_{2}$$=2320\ \Omega-1120\ \Omega=1200\ \Omega$

图丁是该小组描绘出的光敏电阻的阻值随照度变化的关系图像,由图丁可知($1$)中的光照度为        $\text{lx}$(保留两位有效数字);

[["1.0"]]

根据$R_{0}$的阻值,结合图像可知($1$)中的光照度为$\rm 1.0\ lx$

此光敏电阻随光照强度的减小而       (填“增大”、“不变”或“减小”);

[["增大"]]

根据图线可知,此光敏电阻随光照强度的减小而增大;

小组设计了如图戊所示的电路控制路灯,图戊中${{R}_{0}}$为此实验的光敏电阻,${{R}_{1}}$为滑动变阻器,电磁继电器的衔铁由软铁(容易磁化和消磁)制成,${{R}_{2}}$为电磁铁的线圈电阻,$\rm K$为单刀双掷开关。当光照强度小到某一值时,衔铁就会被吸下,交流电路接通,当光照强度达到某一值时,衔铁就会被弹簧拉起,交流电路就会断开,路灯熄灭,请在图戊中原有电路的基础上用笔画连接电路实现这一功能。

[["

"]]

将线圈与光敏电阻并联,然后与滑动变阻器以及电源串联,这样当光照强度减小时,光敏电阻的阻值增大,并联部分的分压变大,线圈中的电流增大,螺线管的磁性变强,将衔铁吸下,路灯接通;当光照强度增大时,光敏电阻阻值变小,并联部分分压变小,线圈中的电流减小,螺线管的磁性变弱,衔铁弹起,路灯熄灭。

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如图所示,上方足够长的水平轨道左端接一电源,电源电动势,内阻,导轨间距。下方两个相同的绝缘圆弧轨道、正对上方轨道放置,间距也为,半径、圆心角,并与下方足够长水平轨道相切于、两点。已知上方水平轨道区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度。导轨上放置一质量,电阻的金属棒。闭合开关后,金属棒能以最大速度从上方轨道水平抛出,恰能从处沿切线进入圆弧轨道。不计导轨电阻,所有轨道光滑,重力加速度取。 如图所示,、是两根半径为的粗糙的圆弧轨道,其间距为,点为圆弧的圆心,、连线水平,、在同一水平高度,圆弧轨道电阻不计,在其上端连有一阻值为的电阻,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为。现有一根长度稍大于、质量为、电阻为的金属棒从轨道的顶端处以一定的初速度开始下滑,由于轨道摩擦的作用,下滑过程中金属棒的速率保持不变,到达轨道底端时对轨道的压力为,求: 如图所示,两平行金属导轨间距为,下端连接阻值为的定值电阻,两导轨形成的斜面倾角,两导轨之间有一长度为的匀强磁场区域,磁感应强度的大小为(为大于的常数),方向垂直于斜面向上,图中两条虚线为磁场的边界。现将质量、电阻、长度为的金属棒由静止放置在导轨上,金属棒与导轨间的动摩擦因数,金属棒初位置与磁场边界的距离为。在时刻释放金属棒,它沿导轨匀加速下滑,当它进入磁场的瞬间,磁场开始保持不变,金属棒恰好能匀速下滑,已知重力加速度取,。求: 如图所示,光滑平行导轨与水平面成角置于匀强磁场中,下方磁感应强度大小为,方向垂直斜面向上,导轨间距为;上方磁感应强度大小为,方向垂直斜面向下,导轨间距为,导轨足够长且电阻不计。质量均为的导体棒和垂直于导轨放置。棒接入电路的电阻为,棒接入电路的电阻为,两棒始终在对应的导轨部分运动。为使棒沿斜面向下以速度(未知)匀速运动时,棒恰好静止,重力加速度为,计算的大小。 如图所示电路中,电源电动势为、内阻为,,,电容器中一带电液滴恰好处于静止状态,理想电压表、示数分别为、,理想电流表示数为,当滑动变阻器触头向滑动后,下列说法正确的是 如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的边长为,边长为,共有匝,总电阻,可绕与磁场方向垂直的对称轴转动。线圈处于磁感应强度的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“,”的灯泡,当线圈以角速度匀速转动时,小灯泡消耗的功率恰好为。(不计转动轴与电刷的摩擦,结果保留两位有效数字)
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