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
某实验小组研究额定电压为$3\;\rm V$的小电风扇的电动机工作特性。
实验中,为使电动机的电压从零开始增大,应选择电路 (选填“甲”或“乙”)。
实验中,为使电动机的电压从零开始增大,滑动变阻器采用分压式接法,故选:择电路乙。
正确选择电路后,请用笔画线代替导线,将图丙中实物电路补充完整;图丙中闭合开关前,滑动变阻器的滑片$P$应置于 (选填“左”或“右”)端。
根据电路图连接实物图,如图丙所示:
为了保护电路安全,闭合开关前,滑动变阻器的滑动片应位于分压电压为零的那一端,即左端。
缓慢移动滑片$P$,记录电压表示数$U$和对应的电流表示数$I$,描出相应的点如图丁所示。
由图丁可知,该电动机的内阻约为 $\;\rm \Omega$(保留两位有效数字);由于电流表和电压表不是理想电表,电动机内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
根据“描点法”作图,所作图像如图丁所示:
由丁图可知,在$0\sim 1.5\;\rm V$内,电动机不转动,可看作纯电阻电路,$I﹣U$图像斜率的倒数表示电动机的内阻,电动机的内阻$R_{D} = \dfrac{1}{k} = \dfrac{1.50 - 0}{0.50 - 0}\Omega = 3.0\;\rm \Omega$
实验的误差来源于电流表的分压作用,考虑电流表内阻后,电动机内阻的真实值$R_{D真} = \dfrac{U - U_{A}}{I}\lt \dfrac{U}{I} = R_{D}$
因此电动机内阻的测量值与真实值相比偏大。
将电动机直接接在一电源两端,已知该电源的电动势$E=3.0\;\rm V$,内阻$r=2.5\;\rm \Omega$,电动机内阻阻值不变,则电动机的机械功率约为 $\;\rm W$(保留两位有效数字)。
将电动机直接接在电源两端时,根据闭合电路的欧姆定律$U=E-Ir$
当$I=0$时,电动机两端电压$U=3\;\rm V$
当$I=0.6\;\rm A$时,电动机两端电压$U=3\;\rm V-0.6\times 2.5\;\rm V=1.5\;\rm V$
所作电源的$I-U$图像如图中的Ⅲ所示:
图像Ⅱ与图线Ⅲ的交点坐标($2.00\;\rm V$,$0.40\;\rm A$)
电动机消耗的实际功率$P=UI=2.00\times 0.40\;\rm W=0.80\;\rm W$
电动机产生的热功率$P_{热} = I^{2}R_{D} = 0.4^{2} \times 3\;\rm W = 0.48\;\rm W$
电动机的机械功率$P_{机}=P-P_{热}=0.80\;\rm W-0.48\;\rm W=0.32\;\rm W$
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)