稿件来源:高途
| 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
车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“$\times 1k$”挡,正确操作后,指针位置如图$1$所示,则读数为 $\;\rm \Omega$;
$8000$
"]]多用电表选择开关旋转到“$\times 1k$”挡,故根据图$1$可知读数为$8000\;\rm \Omega$;
进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源$E$电动势$6\;\rm V$,内阻可忽略,电压表量程$0 ∼ 6\;\rm V$,内阻约$10\;\rm k\Omega$,电流表程$0 ∼ 600\:\rm \mu A$,内阻约$100\;\rm \Omega$。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,在图$2$中完成余下导线的连接 ;
长方体导电水泥块样品的电阻$R_{x} \gt \sqrt{R_{{A}}R_{{V}}}$,故采用电流表内接法;实验中要求滑动变阻器采用分压接法,故连接实物图如图
如图$2$,测量水泥块的长为$a$,宽为$b$,高为$c$。用伏安法测得水泥块电阻为$R$,则电阻率$\rho=$ (用$R$、$a$、$b$、$c$表示);
根据电阻定律$R=\dfrac{\rho L}{S}$
可知$\rho=\dfrac{RS}{L}=\dfrac{Rbc}{a}$;
测得不同压力$F$下的电阻$R$,算出对应的电阻率$\rho$,作出$\rho − F$图像如图$3$所示。基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图$4$所示。报警器在两端电压大于或等于$3\;\rm V$时启动,$R_{1}$为水泥块,$R_{2}$为滑动变阻器,当$R_{2}$的滑片处于某位置,$R_{1}$上压力大于或等于$F_{0}$时,报警器启动。报警器应并联在 两端(填“$R_{1}$”或“$R_{2}$”);
根据图$3$可知压力越大电阻率越小,即电阻越小;回路中电流增加,$R_{2}$电压增加,$R_{1}$电压减小,而报警器在两端电压大于或等于$3\;\rm V$时启动,故应将报警器并联在$R_{2}$两端;
若电源$E$使用时间过长,电动势变小,$R_{1}$上压力大于或等于$F_{1}$时,报警器启动,则$F_{1}$ $F_{0}$(填“大于”“小于”或“等于”)。
电源电动势$E$减小,要使报警器启动,即$R_{2}$两端电压要仍为$3\;\rm V$,根据串联分压有$U_{2}=\dfrac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}E= \dfrac{1}{\dfrac{R_{1}}{R_{2}}+1}E$
可知$E$减小需要$R_{1}$更小,又因为$F$越大$R_{1}$越小,可知$F_{1}$需要大于$F_{0}$。
| 闭合电路的欧姆定律基本问题题目答案及解析(完整版)