高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题题目答案及解析如下,仅供参考!

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

汽车安全气囊的组成主要包括传感器、控制器、气体发生器和气袋等部件。其中传感器的作用是在车辆发生猛烈撞击时,能迅速给控制器发出信号,让气袋充气,形成保护屏障,从而减轻司乘人员的受伤程度。根据不同的车型和安装的部位,传感器有多种模式。请完成下列问题:

充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用,其物理原理是通过增加作用时间实现$(\qquad)$

["

减小人受到的冲力

","

减小人受到的冲量

","

减小人的动量变化

","

减小人的能量变化

"]
[["A"]]

根据动量定理$−Ft=\Delta p=0 − mv$

可知,充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用,其物理原理是通过增加作用时间实现减小人受到的冲力;

故选:$\rm A$

如图所示是滚球碰撞传感器。正常行驶时,传感器处于一种水平状态,滚球被永磁体吸附在右侧。当碰撞强度达到一定程度时,滚球将脱离永磁体向左滚动,撞击两个触点开关,向控制器发出信号。

①当汽车在以下哪种情况下,能使滚球向左滚动$(\qquad)$

$\rm A$.向右以足够大速度匀速行驶

$\rm B$.向左以足够大速度匀速行驶

$\rm C$.向右以足够大速度发生碰撞

$\rm D$.向左以足够大速度发生碰撞

②假设滚球的质量为$50\;\rm g$,永磁体对它的最大吸引力为$6\;\rm N$,滚球在管道内运动时不受阻力作用。如果汽车以$144\;\rm km/h$的速度撞到障碍物,并在$0.2$秒内停下。则是否会触发安全气囊?通过计算说明理由。

[["

$\\rm D$ 会触发安全气囊 见解析

"]]

$\rm AB$.当汽车匀速行驶时,滚球受力平衡,将不能脱离永磁体向左运动,故$\rm AB$错误;

$\rm CD$.若汽车向右以足够大速度发生碰撞,则滚球的速度变化量较大,加速度较大,方向向左,滚球受到永磁体向左的弹力变大,则滚球不会脱离永磁体向左运动,同理当汽车向左以足够大速度发生碰撞,滚球的速度变化量较大,加速度较大,方向向右,所以滚球受到向左的弹力减小,当弹力减小到$0$时,滚球将脱离永磁体向左运动,故$\rm C$错误,$\rm D$正确;

故选:$\rm D$

根据动量定理可得$−Ft=0 − mv$

解得$F=10\;\rm N \gt 6\;\rm N$

由此可知,滚球将会触发安全气囊;

电阻应变计式碰撞传感器内的硅膜片如图($a$)所示,有四个电阻$R_{1}$$R_{2}$$R_{3}$$R_{4}$,连接成图($b$)所示的电路。在汽车碰撞时,传感器中的硅膜片发生扭曲变形,导致$4$个电阻的阻值发生变化,可检测$AB$间的电势差,将电信号输送给控制器。

①如果把电阻看成是一根粗细均匀的电阻丝,当碰撞后,其长度变化为原来的$\dfrac{5}{4}$,电阻丝体积不变,则该电阻丝的阻值变为原来的                 

②假设正常情况下加在电路两端的电压$U=6\;\rm V$$R_{1}=8\;\rm \Omega$$R_{2}=4\;\rm \Omega$$R_{3}=6\;\rm \Omega$,测得$AB$两点间电压为$0$,则$R_{4}=$                 $\;\rm \Omega$。当硅膜片发生形变,电阻值发生改变后,电阻$R_{1}=9\;\rm \Omega$$R_{2}=6\;\rm \Omega$$R_{3}=8\;\rm \Omega$$R_{4}=4\;\rm \Omega$,则此时$A$$B$两点电势较高的是                 点,电势差$U_{AB}=$                 $\;\rm V$

[["$1.5625$","$3$","$A$","$0.4$"]]

根据电阻定律$R=\rho\dfrac{l}{S}$

当电阻丝的长度变为原来的$\dfrac{5}{4}$,电阻丝体积不变,则横截面积变为原来的$\dfrac{4}{5}$,其电阻值变为原来的$\dfrac{25}{16}$

测得$AB$两点间电压为$0$,即电桥达到平衡,则应满足$\dfrac{R_{1}}{R_{3}}=\dfrac{R_{2}}{R_{4}}$

代入数据解得$R_{4}=3\;\rm \Omega$

根据欧姆定律可得$I_{12}=\dfrac{U}{R_{1}+R_{2}}=0.4\;\rm{A}$

$I_{34}=\dfrac{U}{R_{3}+R_{4}}=0.5\;\rm{A}$

当硅膜片发生形变,电阻值发生改变后,$R_{1}$$R_{3}$左端电势相等,二者两端的电压分别为$U_{1}=I_{12}R_{1}=3.6\;\rm V$

$U_{3}=I_{34}R_{3}=4\;\rm V$

所以$U_{AB}=U_{3} − U_{1}=0.4\;\rm V$$A$点电势较高。

高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图所示为水平面内的两根光滑平行导轨,左侧连接阻值为的定值电阻,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小未知,与导轨宽度相同的导体棒质量为、电阻为,以初速度从图示位置沿着导轨向右滑动,滑动距离为后停下。棒与导轨始终接触良好,其他电阻不计,则 如图,某工厂污水流量计是横截面为矩形的水平管道。污水(含有大量正、负离子,可视为电阻率恒为的导电液体)从外向里流经该污水流量计,整个装置处于竖直向上,磁感应强度为的匀强磁场内。污水流量计长、宽、高分别为、、,上、下板绝缘,左、右板导电(电阻不计)且外接开关和内阻为 的电流表,闭合开关后电流表读数为。已知闭合开关前后污水流速不变,且污水在流量计中受到的阻力恒为,下列说法错误的是 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,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
今日推荐