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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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

用如图甲所示的电路来测量干电池的电动势$E$和内阻$r$,电阻丝的电阻率$\rho$及电流表的内阻$r_{0}$$AB$是一段粗细均匀、总电阻较大的电阻丝,已知定值电阻的阻值为$R_{0}$,电阻丝的横截面积为$S$。调节滑片$P$,记录电流表的示数$I$、理想电压表的示数$U$以及相对应的$PB$的长度$x$,绘制出如图乙所示的$U﹣I$关系图像和如图丙所示的$\dfrac{U}{I} - x$关系图像;回答下列问题:

由乙图所给的条件和题干所给的条件可测得$E=$                 $r=$                 

[["$b$","$\\dfrac{b}{a} - R_{0}$"]]

由图甲根据闭合电路欧姆定律可以得到:$U=E-I(R_{0}+r)$,由图乙所示$U-I$图像的纵截距和斜率可知,电源电动势:$E=b$

电源内阻:$r = \dfrac{\Delta U}{\Delta I} - R_{0} = \dfrac{b}{a} - R_{0}$

对丙图$\dfrac{U}{I} - x$关系图像的表达式为                 (表达式中不含$c$$d$)。

[["$\\dfrac{U}{I} = \\dfrac{\\rho}{S}x + r_{0}$$d$"]]

设电阻丝接入电路的阻值为$R_{x}$,电流表内阻为$r_{0}$,由欧姆定律得:$R_{x} + r_{0} = \dfrac{U}{I}$

由电阻定律可知:$R_{x} = \rho\dfrac{x}{S}$

联立整理得:$\dfrac{U}{I} = \dfrac{\rho}{S}x + r_{0}$

由乙图所给的条件和题干所给的条件可测得$r_{0}=$                 $\rho=$                 

[["$d$","$\\dfrac{dS}{c}$"]]

$x=0$时,图像纵坐标的截距即为电流表的内阻:$r_{0}=d$

由乙图所给的条件和题干所给的条件可测得由图$\dfrac{U}{I} - x$图像可知,图像斜率:$k = \dfrac{\rho}{S} = \dfrac{d}{c}$

电阻率:$\rho = kS = \dfrac{dS}{c}$

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如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为,其左端接有阻值为的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量为的导体杆垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触。现杆在水平向右、垂直于杆的恒力作用下从静止开始沿导轨运动距离时,速度恰好达到稳定状态(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为,导轨电阻不计,不计一切摩擦。试求: 年月日下午,我国第三艘航空母舰福建舰圆满完成为期天的首次航行试验任务。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,配置电磁阻拦装置,其原理是在飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便,我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为、方向如图所示的匀强磁场中,两根平行金属轨道、固定在水平面内,相距为、轨道端点间接有电阻。一根长为、质量为、电阻为的导体棒垂直于、静止放在轨道上,与轨道接触良好。质量为的飞机着舰后立即关闭动力系统,以水平速度迅速钩住导体棒,并立即与获得共同的速度,仅在电磁作用力下很快停下来。不计其他电阻及摩擦阻力,求: 如图所示,两根足够长的水平金属直导轨平行放置,轨道间距为,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为。现将质量均为、长均为、电阻均为的金属棒、垂直轨道放置,开始时棒固定,棒在水平外力的作用下从静止开始运动,水平外力的功率恒为。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好,两金属棒与导轨间的动摩擦因数均为,导轨电阻不计,重力加速度取,则: 某同学要测量某未知电源的电动势和内阻,他设计的电路图如图所示,供选择的仪器如下。 如图所示,间距为且足够长的光滑平行导轨上方连接阻值为的电阻,导轨与水平面间的夹角为,空间存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。将质量为、电阻为、金属棒长度稍大于导轨间距,与导轨相交于的金属棒由静止释放,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,重力加速度大小为,求: 某实验小组得到了、两个电池,想探究两电池的电动势和内阻大小。利用如图甲所示电路测量了电池的路端电压和电流,通过改变滑动变阻器的滑动触头,得到了多组实验数据,利用得到的实验数据描绘出了如图乙所示的图像,所有电表均为理想电表(计算结果均保留两位有效数字)。
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