1、第 1 页 共 6 页恒定电流计算题（一）高二年级 班 号 姓名 1.如图所示，M 为一线圈电阻 r=0.4 的电动机，R=24 ，电源电动势 E=40V.当 S 断开时，电流表的示数，I 1=1.6A，当开关 S 闭合时，电流表的示数为 I2=4.0A 求开关 S 闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率.解：设电源内阻为 r,当 S 断开时， ，即 ，得 r=1.rEI10V6A.1当 S 合上时，I 2=4A，则 U 内 =I2r=4VU 外 =E-U 内=40V-4V=36V，也即电动机两端电压为 36V5W.24.0)36(r)RI(rP222 外热 .87.U)I(2外外热总
2、机2.如图所示电路中，R 3=4，电流表读数为 0.75A，电压表读数为 2V，由于某一电阻断路，使电流表读数为 0.8A，而电压表读数为 3.2V 问:(1)哪一只电阻断路?(2)电源电动势和内电阻各多大?解:(1)用排除法可判断得出 R1 断路，(2)R1 断开后，电压表示数即为 R2 上的电压故 48A.02V3R1 断开前,R 2 上电压为 0.754V=3V，而此时电压表示数为 2V，故 R3 上的电压为 1V，5.IU,5A4VUI 313由 E=U 外 +Ir 可得 R1 断开前:E=3V +(0.75+0.25)r R1 断开后:E=3.2V+0.8r 解、两式可得 E=4V，
3、r=1。3.如图所示的电路中，R 1=3，R 2=6，R 3=1.5，C=20F 当开关 S 断开时，电源所释放的总功率为2W；当开关 S 闭合时，电源所释放的总功率为 4W 求:(1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合 S 时，电源的输出功率；(3)S 断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少?解:（1）S 断开时 2Wr5.16EP总S 闭合时 4r.2总解、两式得 E=4V，r=0.5(2)S 闭合时 3)(P2出(3)S 断开时，U C=3V，Q 1=CUC=610-5C，S 合上时，U C=0,Q2=0第 2 页 共 6 页4.如图所示是电饭煲的电路图，S 1 是一个限温开关，手动闭合
4、，当此开关的温度达到居里点(103)时会自动断开.S 2 是一个自动温控开关，当温度低于约 70时会自动闭合，温度高于 80时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，限流电阻R1=R2=500，加热电阻丝 R3=50，两灯电阻不计.(1)根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温过程)(2)简要回答，如果不闭合开关 S1，电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的功率之比.解:(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S 2 自动闭合，同时把手动开关 S1 关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭堡处于加热状态，加热到 80时，S 2 自动断开，S 1 仍
5、闭合待电饭煲中水烧干后，温度升高到 103时.开关 S1 自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态由于电饭堡散热，待温度下降至70时，S 2 自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到 80时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态.(2)不能，因为如果不闭合 S1，则只能将食物加热至 80.(3)设电饭煲处于加热状态时，功率为 P1， 8W.1064)50(2RU3设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为 P2，则 .502231 所以 P1:P212:15如图所示， AB、 CD 为两根平行的相同的均匀电阻丝， EF 为另一根电阻丝，其电阻为 R，它可以在AB、 CD 上滑动并保持与
6、EF 与 AB、 CD 接触良好图中电压表为理想电压表电池的电动势和内阻都不变 B、 D 与电池两极连接的导线的电阻可忽略当 EF 处于图中位置时，电压表的读数为 U1=4.0V已知将 EF 由图中位置向左移动一段距离 L 后，电压表的读数变为 U2=3.0V。若将 EF 由图中位置向右移动一段距离 L， ，电压表的读数 U3是多少？解：令 表示 AB、 CD 上单位长度电阻丝的电阻，当 EF 处于图中位置时，设 EB、 FD 两段电阻丝的长度皆为 由于电压表是理想电压表，故电压表的读数就是 EF 两端的电l压由分压关系得， 12lRr当 EF 由图示位置向左移动一段距离 ，EB 、 FD 两
7、段电阻丝的总电阻为 L)(2Ll由分压关系得 2)(2Ulr当 EF 由图示位置向右移动一段距离 ，EB 、 FD 两段电阻丝的总电阻为 由分压关系L)(2Ll得， 3)(2LlRr由以上三式，代入数值解得 。VU3第 3 页 共 6 页6如图所示的电路中，两平行金属板 A、 B 水平放置，两板间的距离 d=40 cm.电源电动势 E=24 V，内电阻 r=1 ，电阻 R=15 .闭合开关 S，待电路稳定后，将一带正电的小球从 B 板小孔以初速度 v0=4 m/s 竖直向上射入板间.若小球带电荷量为 q=1102 C，质量为 m=2102 kg，不考虑空气阻力.那么，滑动变阻器接入电路的阻值为
8、多大时，小球恰能到达 A 板？此时，电源的输出功率是多大？（取 g=10 m/s2）解： (1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到 A 板时速度为零。设两板间电压为 UAB 由动能定理得 - mgd-qUAB=0- 201v滑动变阻器两端电压 U 滑 =UAB=8 V 设通过滑动变阻器电流为 I,由欧姆定律得I= ArRE1滑滑动变阻器接入电路的电阻 8 滑滑 IUR(2)电源的输出功率 P 出 =I2(R+R 滑 )=23 W 第 4 页 共 6 页恒定电流计算题（二）高二年级 班 号 姓名 1.在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量，如图所示，为电子秤的原理图，托盘和弹簧
9、的电阻与质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零.设变阻器的总电阻为 R，总长度为 l，电源电动势为 E，内阻为 r，限流电阻的阻值为 R0，弹簧劲度系数为 k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想表，当托盘上放上某物体时，电压表的示数为 U，求此时称量物体的质量.解:设托盘上放上质量为 m 的物体时，弹簧的压缩量为 x，由题设知：mg=kx，则 x= kg由全电路欧姆定律知：I= rRE0U=IR=I Lx联立求解得 。 UgErkm)(02温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的随温度变化而变化的特性工作的。在图
10、甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻可忽略不计；G 为灵敏电流表，内阻 Rg 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的 R-t 图线所示。闭合开关 S，当 R 的温度等于20时，电流表示数 I1=2mA，则当电流表的示数 I2=3.6mA 时，热敏电阻 R 的温度是多少摄氏度？解：从图乙查得 t=20时，R 的阻值为 4k，由 E=I1(R+Rg)，得： ，IEg1代入数据得： ，kk5.0429当 I23.6mA 时，热敏电阻的阻值为 R，则：，代入数据得：gRIE2/， kk5.06.39从图乙查得此时对应的温度为 t2=120。3.如图所示的电路中，电阻 R1=12，R
11、 2=R3=R4=6.0.当电键 S 断开时，电压表的示数为 12V，全电路消耗的电功率为 13W.问电键 S 闭合后，电压表及电流表的示数各是多大(电流表的内阻忽略不计，电压表的内阻非常大)?答案:电压表的示数为 10.5V；电流表的示数为 2.1A。第 5 页 共 6 页4如图所示，直线 OAC 为某一直流电源的总功率 P 总 随电流 I 变化的图线，抛物线 OBC 为同一直流电源内部热功率 Pr 随电流 I 变化的图线。若 AB 对应的横坐标为 2A，那么线段 AB 表示的功率及I=2A 对应的外电阻是多少？解：据数学知识可知直线 OAC 的方程为 P 总 =3I，抛物线 OBC 的方程
12、Pr=I2 当 I=2A 时， PAB=P 总 Pr=3222=2W。 （5 分） 由电源总功率 P 总=IE=3I 得 E=3V由电源内部消耗功率 Pr=I2r=I2 得 r=1 由全电路欧姆定律I=E/（R+r ）得 R=E/Ir=3/2 1=0.5。 （5 分）5如图所示的电路中，电源电动势 E6V ，内阻 r=1，电阻R1=3，R2=6，电容器的电容 C=3.6F，二极管 D 具有单向导电性，开始时，开关 S1 闭合，S 2 断开。（1）合上 S2，待电路稳定以后，求电容器 C 上电量变化了多少？（2）合上 S2，待电路稳定以后再断开 S1，求断开 S1 后流过 R1 的电量是多少？解
13、：（1）设开关 S1 闭合，S 2 断开时，电容两端的电压为 U1，干路电流为I1， 根据闭合电路欧姆定律有 ， = A5.11rREI V5.4I合上开关 S2 后，电容电压为 ，干路电流为 根据闭合电路欧姆定律有2U2I， = A212rREI 2421R所以电容器上电量变化了 C0.8)(612UQ（2）合上 S2 后，电容上电量为 Q， 45C断开 S1 后， 和 的电流与阻值成反比，故流过的电量与阻值成反比。R2故流过 的电量 1 106.9216一个电源的路端电压 U 随外电路电阻 R 的变化规律如图甲所示，图中 U=12V 的直线为图线的渐近线现将该电源和一个变阻器 R0 接成如
14、图乙所示电路，已知电源允许通过的最大电流为 2A，变阻器的最大阻值为 R0=22求:（1）电源电动势 E 和内电阻 r（2）空载时 A、B 两端输出的电压范围（3）A、B 两端所能接负载的电阻的最小值解：（1）据全电路欧姆定律 E=U+Ir由图甲可知，当 I0 时， EU 12V ErS21CR1D第 6 页 共 6 页当 E12V，R2 时，U6V，据全电路欧姆定律可得 r=2 （2）空载时，当变阻器滑片移至最下端时，输出电压 UAB0 当滑片移至最上端时，有 E=U AB+Ir， 0EIRr可得这时的输出电压 UAB11V 所以，空载时输出电压范围为 011V （3）设所接负载电阻的最小值为 R/，此时滑片应移至最上端，电源电流最大 I=2A 有 E=I(R 外 +r) 其中 0R外带入数据可得 R=4.9答案：（1）12V; （2）011V, （3）4.9
