高中物理三相电流的线电压、相电压计算题

如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R₁=21Ω，电动机绕组的电阻R₀=0.5Ω，电键S₁始终闭合。当电键S₂断开时，电阻R₁的电功率是525W；当电键S₂闭合时，电阻R₁的电功率是336W，求：
（1）电源的内电阻；
（2）当电键S₂闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。

某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流变化情况分别如图乙中的直线a、b所示．

　　　　　　
①将实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路；
②根据U-I图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E=______，内电阻r=______．

某同学想用以下器材组装一只欧姆计，并测量一只约几千欧电阻的阻值。
A 电流表，满偏电流为1mA，内阻为20Ω
B 电流表，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω
C 电动势15V，内阻5Ω的直流电源
D 电动势3V，内阻3Ω的直流电源
E 最大阻值为5000Ω的滑动变阻器
F 最大阻值为100Ω的滑动变阻器
（1）以上器材应选用___________（填字母）
（2）欧姆计调零后，滑动变阻器被接入部分的阻值为_________Ω
（3）若用此欧姆计测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为_________Ω

小灯泡的伏安特性曲线如I-U图中实线所示，某同学想了解该小灯泡工作时消耗的功率，设计了如图所示测定小灯泡功率的实验电路，电源电动势ε=30V，内电阻可忽略不计，R₁= 20Ω，R₂=40Ω，它们阻值不随温度变化．他将R₁巧妙地看作电源的内电阻，闭合电键S，由U=ε－Ir，得小灯两端电压与小灯电流的一次函数关系U=30－20I，在I-U图上绘得该函数图线（未画出），再通过图线求得小灯泡的实际功率．

指出该同学上述解法中存在的一个错误是___________________________________ ；
小灯的U、I关系是___________________；
小灯泡的实际功率约为___________W．

某同学利用图（a）所示的电路研究灯泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定），图（b）为实物图。

 
（1）他分别将L₁、L₂接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现灯泡均能正常发光。在图（b）中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
（2）接着他将L₁和L₂串联后接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）现有如下器材：电源E（6V，内阻不计），灯泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W），L₃（6V，10W），单刀双掷开关S。在图（c）中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L₁亮，右转向灯L₂亮而左转向灯L₃不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号灯L₁亮，左转向灯L₃亮而右转向灯L₂不亮。

下图是用一个逻辑电路、电键S、安装在室外的光敏电阻R₀、定值电阻R₁和滑动变阻器R₂组成的报警系统控制电路。该控制系统的功能是：工作日的晚上（光线较暗），报警系统自动开始工作；非工作日只要合上电键S，报警系统24小时都能工作（报警系统工作时，逻辑电路输出端为高电位）。
在两个虚线框内分别画上光敏电阻或定值电阻，并在实线框内标上门电路的符号，该门电路是________门电路。

一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。

实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。
实验步骤：⑴如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。
⑵启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。
⑶经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=__         ______。
②某次实验测得圆盘半径r=5.50×10^-2m，得到的纸带的一段如图所示。求得的角速度为_________。

 

“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：



第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转
第二步：用电阻×100挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。
（1）第一步测量结果表明盒内________。
（2）图2示出了图1〔1〕和图1〔2〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω，图3示出了图1〔3〕中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是__________Ω。
（3）请在图4的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e、f两端用导线直接相连，小灯泡仍可正常发光。欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光。那么，e端应连接到__________接线柱，f端应连接到_______接线柱。

（1）在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度.为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，游标总角度为9度.右图画出游标和圆盘的一部分.读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为_______度.

(2) 如图所示，两个用完全相同的电流表改装后的电压表。电压表V1“标有3V，1000Ω”，电压表V2标有“15V，5000Ω”字样，则用这两个电压表所能测量的最大电压为         
（3）影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少。某课题研究小组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图甲的分压电路测得其电压与电流的关系如表所示：

U(V)	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I(A)	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

①根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述哪类材料？
②把用电器件Z接入图乙所示的电路中，电流表的读数为1.8A，电池的电动势为3V，内阻不计，则电阻R的电功率为         。
③根据表中的数据找出该用电器Z的电流随电压变化的规律是I=kU ⁿ，求出n和k的数值分别为n=      ，k=      。k的单位是       。

 

某同学测量一只未知阻值的电阻。他

先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作
后，测量的结果如图甲所示。请你读出其阻
值大小为_______Ω。为了使测量的结果更准
确，该同学应将选择开关打到__________（填
“×100”或“×1”）挡重新测量。

在测定电源的电动势和内电阻实验中，器材如下：干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为1.5Ω；电压表 (0～3V，3kΩ)；电压表（0～15V，12kΩ)；电流表(0～0.6A，1.0Ω)；电流表（0～3A，0.5Ω)；滑动变阻器有R₁(10Ω，2A)；滑动变阻器有R₂(100Ω，0.1A)；电键和若干导线，请你帮助完成下列实验。
（1）电压表应选用______；电流表应选用______；滑动变阻器应选用　　　(填“R₁”或“R₂”)。
（2）在方框中画出实验电路原理图。

（3）完成实物连接。

（4）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U－I图线，由图可较准确地求出该电源电动势E＝　　　　V；内阻，r=　　　　Ω。

现提供以下器材：
电流表: ( 满偏电流100μA，内阻100Ω）；
电流表:（量程10mA，内阻40Ω）；
滑动变阻器:（最大电阻值100Ω）；
待测电阻:（约300Ω）；
直流电源:（电动势6V，内阻为几欧姆）；
各种已知阻值的电阻；
开关；
导线若干。
①现需要将电流表改装成一个量程为3V的电压表，需要选用的电阻阻值为_______。
②现要求用改装后的电压表（用符号表示）和电流表测量待测电阻R_x。
（a）在下面的虚线框中画出电路图。
（b）按电路图在下面的实物图中画出连接导线。

③（a）若不能提供电流表，但还可以提供一块与完全一样的电流表。一位同学将其改装成量程为10mA的电流表，改装后仍按原电路连接，则使用改装表与使用电流表比较滑动变阻器滑片的移动范围将______。（填“变大”、“变小”或“不变”）
（b）若使用改装的电流表进行测量，为了减小误差，电流表应_______。（填“内接”或“外接”）

实验桌上有下列实验仪器：
A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）；
B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.5Ω，3A档的内阻约0.1Ω）；
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约5kΩ，15V档内阻约25kΩ）；
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）；
E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）；
F．开关、导线若干；
G．小灯泡“4V、0.4A”。
请你解答下列问题：
（1）利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是_______（填代号）；
（2）请将图甲中实物连接成实验电路图；

（3）某同学根据测得的数据，作出U—I图象如图乙中图线a所示，由此可知电源的电动势E=_______V，内阻r=_________Ω；
（4）若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，要求测量多组实验数据，请你在答卷虚线框内画出实验原理电路图；
（5）将（4）步中得到的数据在同一U—I坐标系内描点作图，得到如图乙所示的图线b，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为____________W。

某同学在利用电压表测用电器两端电压时，设计了如下图所示的实验。当电压表的接线柱接A接线柱时，可以测出灯L1两端的电压，如果其他不变，把电压表的此接线柱接到C接线柱上即可测出L2两端的电压，这样就可以省掉了拆电路的麻烦。你认为这样做可以吗？为什么？

在探究“电流跟电压、电阻关系”的过程中，某同学按图4-13所示的电路图连接实物后，该同学做如下步骤：

图4-13

步骤1：保持定值电阻R的阻值不变，闭合开关S后，使R两端的电压成倍数变化，如2V、4V、6V，分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数，比较每次电流表的示数是否成整数倍的变化。

步骤2：保持每次定值电阻两端电压保持不变，换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍的变化，如5Ω、10Ω、15Ω，分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数，比较每次的电阻值与电流值的乘积是否相等。
（1）“步骤1”的设计目的是为了探究                                          ；
（2）当某同学在按“步骤2”做时，选一个“5Ω”的电阻，测得电流表示数为0.2A，当换“10Ω”来做时，发现电流表的示数不是0.1A，（不考虑温度对电阻的影响），你认为电流表的读数将会是       （填“大于”、“小于”）0.1A，滑片应该向           移动（选填“左”、“右”），此时，手和眼睛的分工是                        。
（3）如果在闭合开关S后，该同学发现电压表的示数等于电源电压值，造成此现象的可能原因是：                                                             。