第十一章电路及其应用.docx

第十一章电路及其应用.docx

《第十一章电路及其应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十一章电路及其应用.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第十一章电路及其应用

第十一章电路及其应用

1.电源和电流

练习与应用

1.一条导线中的电流为50μA，在3.2s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？

有多少个电子通过该横截面？

2.手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的10s内通过某一横截面的电荷量为3C，则电流是多少？

3.某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mA·h，待机时间为22d，请估算该手机的待机电流有多大。

说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。

2.导体的电阻

练习与应用

1.某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图11.2-6中A、B、C、D四个点。

请比较这四个电阻的大小。

2.在实验室用一段导线连接一个“3V0.25A”的小灯泡做实验时，一般都不会考虑导线的电阻。

如果导线的横截面积是1mm2，请你估计导线的长度，计算它的电阻，然后说明可以不考虑导线电阻的理由。

3.某人买了100m规格为4mm2的铜导线为7A的空调供电使用。

实际上恰好用去了一半导线。

如果空调能够正常工作，制冷时在这段导线上损失的电压约是多少？

4.一只鸟站在一条通过500A电流的铜质裸导线上。

鸟两爪间的距离是4cm，输电线的横截面积是120mm2。

求鸟两爪之间的电压。

5.某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。

他拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。

他量得盐水柱的长度是30cm，并测出盐水柱的电阻等

于R。

现握住橡胶管的两端把它拉长，使盐水柱的长度变为40cm。

如果溶液的电阻随长度、横截面积的变

化规律与金属导体相同，此时盐水柱的电阻应该等于多少？

6.如图11.2-7，一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c。

电流沿AB方向时测得样品的电阻为R，则样品的电阻率是多少？

电流沿CD方向时样品的电阻是多少？

7.人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。

某脂肪测量仪（图11.2-8），其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。

3.实验：

导体电阻率的测量

练习与应用

1.某同学用游标卡尺测量一个导体的长度。

游标尺上有10等分刻度，测得的读数如图11.3-11所示，该导

体的长度是多少？

某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图11.3-12所示，则该圆柱导体的直径是多少？

2.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。

某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。

1）你认为不合格的纯净水的电导率是偏大还是偏小？

（2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图11.3-13所示。

请用笔画线表示导线，连接测量纯净水样品电阻的电路，注意合理选择电表的量程。

3.在用电压表和电流表测量某种金属丝的电阻率时，用刻度尺测得金属丝长度为60cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径为0.635mm，两电表的示数分别如图11.3-14所示（电压表量程0?

3V，电流表量程0?

0.6A）。

请计算，该金属丝的电阻率是多少。

4.串联电路和并联电路

【例题】

一个表头的内阻Rg为30Ω，满偏电流Ig为1mA。

要把它改装为量程0?

0.6A的电流表，需要并联多大的电阻？

改装后电流表的内阻是多少？

分析电流表由表头和电阻R并联组成，如图11.4-6的虚线框所示。

电流表量程为0?

0.6A，是指通过电流表的电流为0.6A时，表头的指针指在最大刻度，即通过表头的电流等于Ig。

练习与应用

UU1与电阻R1、R2的值有什么关系？

请推导出这个关系式。

2）图11.4-9的电路常被叫作分压电路，当A、B之间的电压为U时，利用它可以在C、D端获得0和

U之间的任意电压。

试说明其中的道理。

3.图11.4-10画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。

图中电压表的内阻为1kΩ，电流表的内阻为0.1Ω，被测导体R的真实电阻为87.4Ω。

测量时，把电压表示数和电流表示数之比作为电阻的测量值。

如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值各是多少？

你能从中

得出什么结论？

4.图11.4-11是有两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0?

10V；当使用A、C两个端

点时，量程为0?

100V。

已知表头的内阻

Rg为500Ω，满偏电流Ig为1mA，求电阻R1、R2的值。

5.图11.4-12是有两个量程的电流表，当使用A、B两个端点时，量程为0?

1A，当使用A、C两个端点时，量程为0?

0.1A。

已知表头的内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，求电阻R1、R2的值。

5.实验：

练习使用多用电表

练习与应用

1.下表是用图11.5-5的多用电表进行测量的四次记录，a、b分别为测量时的指针位置。

其中有的记录了量程（或倍率）但没有记录读数，有的记录了读数但没有记录量程（或倍率），请你填写表格中的各个空格。

2.用表盘为图11.5-1的多用电表正确测量了一个13.0Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是2kΩ左右的电阻。

在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下哪些操作步骤是必需的？

请按操作顺序写出。

A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指向“0”；

B．将红表笔和黑表笔接触；

C．把选择开关旋转到“×1k”位置；

D．把选择开关旋转到“×100”位置；

E．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。

3.请回答下列问题。

1）用多用电表测量直流电流时，红表笔和黑表笔哪个电势较高？

（2）用多用电表测量直流电压时，红表笔和黑表笔哪个电势较高？

4.如图11.5-6，这个多用电表没有OFF挡。

两位同学用过这个多用电表以后，分别把选择开关放在甲、

乙所示的位置。

你认为谁的做法符合规范？

不规范的做法可能会有何种风险？

5.如图11.5-7，电池、开关和灯泡组成串联电路。

当闭合开关时，发现灯泡不发光，有可能是以下原因

造成的：

（1）电池没电了；

（2）开关接触不良；

（3）灯泡和灯泡座接触不良。

为了判断究竟是以上哪种原因造成的，在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表2.5V直流

电压挡进行检测。

多用电表红、黑表笔应该分别接触何处？

根据电压表读数怎样作出判断？

复习与提高

A组

1.如图11-1，A、B间的电压U为10V，电阻R1为1kΩ，R2为5Ω，R3为2kΩ，R4为10Ω。

试估算干路中的电流I有多大。

2.如图11-2，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。

闭合电路使L发光后，若将滑动片向右滑动，灯泡的亮度会如何变化？

请用数学式进行讨论。

3.一根做电学实验用的铜导线，长度是60cm，横截面积是0.5mm2，它的电阻是多少？

一根输电用的铝导线，长度是10km，横截面积是lcm2，它的电阻是多少？

为什么做电学实验时可以不考虑导线的电阻，而输电线路导线的电阻则必须要考虑？

4.试证明：

在串、并联组合的电路中，任一个电阻增大而其余电阻不变时，整个电路的等效电阻都增大。

5.在图11-3所示的电路中，电阻R1为10Ω，R2为120Ω，R3为40Ω。

另有一个电压恒为100V的电源。

（1）当C、D端短路时，A、B之间的等效电阻是多少？

（2）当A、B两端接通测试电源时，C、D两端的电压是多少？

6.用图11.5-1所示的多用电表测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：

（1）调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着。

（2）将选择开关旋转到“Ω”挡的位置。

（3）将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准

（4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图11-4所示，该电阻的阻值为Ω。

（5）测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。

7.图11-5的电路中有AB、CD、EF三根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，另外两根导线和电源、电阻R1、R2都是完好的。

为了查出断导线，某同学把多用电表的红表笔接在A点的电源正极接线

柱上，将黑表笔分别接在其他点所示的接线柱上，根据多用电表的示数作出判断。

（1）如果选用的是直流10V挡，请说明判断的方法。

（2）有同学建议用直流2.5V挡、直流0.5A挡、电阻“×1”挡来进行上述操作，请分别说明如此操作可能产生的后果。

8.已知某定值电阻的额定电流为0.3A，其标称的电阻值是25Ω。

为测量该定值电阻在额定电流下电阻

的实际值，某同学用电流表、电压表、滑动变阻器、直流电源等器材组成实验电路（图11-6）。

不考虑电

表内阻对电路的影响，图中哪些器材的连接有错误？

请说出错在哪里，并用彩色笔把它纠正。

B组

1.如图11-7，一根均匀带电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动。

若棒横截面积为S，单

位长度所带的电荷量为－q，求由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向。

图11-8，测量电路中电流表的连接方式有两种。

计算结果由Rx＝U/I计算得出，式中U与I分别为电压

表和电流表的读数。

若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx甲和Rx乙，则其中哪一个更接近真实

值？

这个值比真实值偏大还是偏小？

请说明原因。

3.某同学想通过测绘小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。

所用器材如下：

待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；

电压表一个，量程0?

3V，内阻为3kΩ；

电流表一个，量程0?

0.6A，内阻为0.1Ω；滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。

1）请在图11-9甲中补全实验的电路图。

2）图11-9甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于何处？

3）该同学通过实验作出小灯泡的I-U图像如图11-9乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为多少？

4.如图11-10，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。

用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。

在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。

5.有一块小量程电流表，满偏电流为50μA，内阻为800Ω。

现要将它改装成0?

1mA、0?

10mA的两量程电流表，某同学除了参考电路图11-11甲外，还设计了如图11-11乙所示电路。

1）若采用图甲的电路，则Ig、Rg是