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

传感器能将非电学量转化为电学量,传感器中的核心部件为敏感元件。

磁传感器可以用来测量磁场的强弱,其核心敏感元件是$(\quad\ \ \ \ )$

["

条形磁铁

","

霍尔元件

","

$LC$振荡电路

","

软铁芯

"]
[["B"]]

磁传感器可以用来测量磁场的强弱,其核心敏感元件是霍尔元件。

故选:$\rm B$

小李同学利用电容器极板和电介质板制成了一个电容式位移传感器,如图所示,当被测物体向左移动,会带动电介质板插入电容器极板间,在此过程中

①电容器极板带电量       。

$\rm A$.减小              $\rm B$.不变          $\rm C$.增大

②流经灵敏电流计$G$的电流方向为       。

$\rm A$$a$$b$          $\rm B$.先$a$$b$$b$$a$

$\rm C$$b$$a$          $\rm D$.先$b$$a$$a$$b$

[["$\\rm C$","$\\rm C$"]]

①当被测物体向左移动,会带动电介质板插入电容器极板间,则$\varepsilon$增大,根据电容的决定式$C=\dfrac{\varepsilon S}{4\pi kd}$可知电容器的电容$C$增大,电容器两极板间的电压不变,根据电容的定义式$C= \dfrac{Q}{U}$可知电容器极板带电量增大。

故选:$\rm C$

②由于电容器极板带电量增大,电容器充电过程,所以流经灵敏电流计$G$的电流方向为$b$$a$

故选:$\rm C$

图($\rm a$)中的金属片和金属丝为力传感器的敏感元件。上、下表面的金属丝分别为$R_{1}$$R_{2}$,当金属片受力弯曲时,其中一根金属丝被拉长,另一根被压缩。

①当金属片右端向下受力$F$弯曲时,上表面的金属丝$R_{1}$阻值                 

$\rm A$.减小          $\rm B$.不变          $\rm C$.增大

②图($\rm b$)为该传感器内部的工作电路示意图,电源电动势$E=9\;\rm V$,内阻$r=2\;\rm \Omega$。初始时$R_{1}=R_{2}=8\;\rm \Omega$,对金属片施加向上或向下的力,$R_{1}$$R_{2}$阻值变化量的绝对值$|\Delta R|$相等,且$0\leqslant |\Delta R|\leqslant 4\;\rm \Omega$,则电阻$R_{1}$两端电压变化范围为                 $\;\rm V\sim $                 $\;\rm V$$R_{1}$最大功率为                 $\;\rm W$

[["$\\rm C$","$2$","$6$","$3$"]]

①当金属片右端向下受力$F$弯曲时,上表面的金属丝被拉长,根据电阻定律$R= \rho\dfrac{l}{S}$可知$R_{1}$阻值增大。

故选:$\rm C$

②由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流$I=\dfrac{E}{R_{1}+R_{2}+r}=0.5\;\rm \text{A}$

则电阻$R_{1}$两端电压最小值为$U_{1\min }=IR_{1\min }=I(R_{1}-|\Delta R|)=0.5 \times 4\;\rm V=2\;\rm V$

则电阻$R_{1}$两端电压最大值为$U_{1\min }=IR_{1\max }=I(R_{1}+|\Delta R|)=0.5 \times 12\;\rm V=6\;\rm V$

故电阻$R_{1}$两端电压变化范围为$2\;\rm V\sim 6\;\rm V$

$R_{1}$的最大功率为$P_{1\max }=I^{2}R_{1\max }=0.5^{2} \times 12\;\rm W=3\;\rm W$

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