(4)当小灯泡正常工作,如图丙所示,电流表示数为 A,此时小灯泡灯丝的电阻为 Ω。
8.答案:(1)如图
(2)右;(3)正负接线柱接反(4)0.24 15.8
典例1.(2012全国初中物理竞赛预赛)在一次风暴中,甲、乙两地之间的两根输电线在某处发生了短路,如图3所示,为了确定短路的具体位置,电力工这两根输电线的接头接到电压为3V的电池两端,测出了中的电流为30mA。已知输电线每米长度的电阻为0.01欧,
处离甲地____________m。测出的电流越大,说明短路处离甲地越____________。
解析:设发生短路处离甲地xm,输电线每米长度的电阻为R0=0.01欧,在甲地把这两根输电线的接头接到电压为3V的电池两端,由欧姆定律I=U/2xR0,解得x=5000m。测出的电流越大,说明短路处离甲地之间的导线电阻小,短路处离甲地越近。 答案:5000 近
典例4.(2004年第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛题)用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“理想仪表”,即认为电流表的内阻为零,电压表的内电阻为无限大。实际上,电流表和电压表都有一定的电阻值,因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小、其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小、其阻值很大的电阻。所以,把电流表(或电压表)接入待测电路时,就相当于在待测电
人在甲地把这时输电线则发生短路
路中串联一个电阻(或并联一个电阻)。这样,电流表两端就要有一定的电压,电压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。 (1)、现有一个是量程为0.6A,内电阻为0.13欧的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能,请说明理由,若能,请说明用它能测量的最大电压值。
(2)、现要精确测量一个阻值约为8欧的电阻Rx,实验室提供下列器材。 电流表A1:量程100mA,内电阻r1=4欧 电流表A2:量程500μΑ,内电阻r2=750欧 电压表V:量程10V,内电阻r3=10k欧, 变阻器R0:阻值约为10欧 定值电阻R1:阻值约10k欧
电池E:两端电压约1.5V,开关S,导线若干 ①选出你测量时所需的适当器材,并画出电路图
②需要测量哪些物理量?根据所测物理量,写出被测电阻Rx的表达式。 解析:(1)由于电流表可以看成一个能显示通过自身电的电阻,所以可以用电流表测量某电路两端的电压;它值为量程乘以电流表内阻。
(2)将已知内阻的电流表A2作为电压表,其量程只有=0.375V,采用电流表外接,滑动变阻器分压接法电路。
500μΑ×750Ω需要测量的物理量流大小、其阻值很小能测量的最大电压
有通过两电流表A1、A2的电流I1、I2,设电流表A2的内电阻为r2,由I2 r2=(I1- I2)Rx,解得Rx,=
I2r2. I1?I2【答案】(1).能用该电流表测量电压,但测量的最大电压值仅为U=0.6A×0.13Ω=0.078V。 (2). ①电路图如右图所示。
②需要测量的物理量为:通过两电流表A1、A2的电流I1、I2, 被测电阻Rx的表达式为: Rx=
I2r2.。 I1?I2【名师点评】此题采用已知内阻的电流表A2作为电压表,要考虑电流表的分流作用,应用并联电路规律列方程解答。
三、综合运用题
1.(2000第十届届全国初中应用物理知识竞赛复赛题)一、某同学在木板上安装如图所示的三只灯泡,已知灯泡L1和L3的电阻分别为R1=10欧,R3=25要测电源电压时,发现连接电压表的导线长度不够,于
欧.连好电路后是他用电压表接
在A、C两点时发现读数为1 5伏,接在B、D两点时读数为20伏.则此时电源电压为多少伏?(有不能整除的地方保留一位小数) 1.解:A、C间的电流为:IAC=
UAC15=, R1?R210?R2B、D间的电流为:IBD=
UBD20=,
R2?R3R2?25根据串联电路中电流相等IAC=IBD, 则
2015=,
10?R2R2?25 解之:R2=35(欧) 又电路中的电流为:I=IAC=
1515A=A=1/3(安),
10?R210?35R总= R1+ R2+ R3=10欧+35欧+25欧=70欧,
所以电源电压为:U=IR总=1/3安×70欧≈23.3伏。
2.(2005第十五届届全国初中应用物理知识竞赛题)AB和CD是完全相同的两条带有绝缘皮的导线,它们并行地埋设在相距2 km的甲、乙两地之间。由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤,而发生了漏电现象(即相当于两根导线之间在漏电处连接了一个电阻)。为了确定漏电处的位置,维修人员做了以下测量:
(1)在甲地将两端电压恒为90 V的电源的两极分别接在A、C两端,此时在乙地用内电阻很大的电压表测得B、D两端电压为72V。
(2)在乙地将两端电压恒为100V的电源的两极分别接在B、D两端,此时在甲地用同一型号的电压表测得A、C两端的电压为50V。
如果AB和CD导线每千米电阻值为2Ω,请你根据以上测量结果计算漏电处距甲地多远?绝缘皮破损处的漏电电阻是多大?
2.解:(1)根据题述可画出电路图,设漏电电阻为R0,甲地距漏电处导线电阻为R1,乙地距漏电处导线电阻为R2,
当在甲地接90V电源时,此时相当于R1和R0串联,由串联电阻分压原理得:
R190?721==, ①
724R0同理在乙地接100V电源时有
R2100?501== , ②
501R0
由①②式得:
R11=。 4R2L1R1=1=,
4L2R2因长度与电阻成正比,而L1+L2=2km,
联立解得: L1=400m。
R1=2 L1×2Ω/km=2×0.4km×2Ω/km=1.6Ω, 绝缘皮破损处的漏电电阻R0=R2=4R1=6.4Ω..。
3.(2006第十六届初中应用物理知识竞赛复赛)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表,图3中所示为其中两个量程的测试电路,G为灵敏电流表,其内阻RG=100 Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA,R为可调电阻,阻值变化范围为0~5 kΩ,Rl和R2为定值电阻,R1=15 Ω,R2=ll kΩ,E为1.5V干电池,S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值,需在表盘上重新标注示数。请回答:
(1)在指针满偏处,盘面应标注的示数是多少?
(2)当A、B间断开时,指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多少?
(3)开关分别置于1和2位置时,在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由。
(4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?请从电路原理上说明理由。
3.答案:(1)A、B两端直接连接在一起时(RAB = 0),调节滑动变阻器使灵敏电流表指针满偏,则指针所指处盘面上应标注的示数为0。
(2)当A、B断开时,电阻应为无穷大,这时指针所指位置的示数应标∞。
(3)开关置于2时,且将A、B短接时表针满偏,则R + RG + R2 = 1.5V/100μA = 15kΩ,若在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针指在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,电路中的总电阻为满偏时的2倍,即Rx = R + RG + R2 = 15kΩ,所以该档位表盘中间示数应为15kΩ。 开关置于1时,且将A、B短接时表针满偏,这时电路中总电阻为
R1?R?RG?R2? = 15 Ω,同理若在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针指在表盘中间位置,这时R1?R?RG?R2电路中的电流为满偏时的一半,电路中的总电阻为满偏时的2倍,即Rx=所以该档位表盘中间示数应为15Ω。
R1?R?RG?R2? = 15 Ω,R1?R?RG?R2(3)欧姆表表盘上的刻度是不均匀的。理由:用R0表示A、B短接时电路中总电阻,测量电阻Rx时,电路中电流 I = U/(R0+Rx),可见I与Rx不成正比,所以欧姆表表盘上的刻度是不均匀的。
4.(2000第十届初中应用物理知识竞赛复赛)某同学在木板上安装如图所示的三只灯泡,已知灯泡L1和L3的电阻分别为R1=10欧,R3=25欧.连好电路后要测电源电压时,发现连接电压表的导线长度不够,于是他用电压表接在A、C两点时发现读数为15伏,接在B、D两点时读数为20伏.则此时电源电压为多少伏?(有不能整除的地方保留一位小数)
4.解析:A、C间的电流为: