高中物理三相电流的线电压、相电压计算题

某同学做“测定电源的电动势和内阻”的实验。
（1）采用如图甲所示的实验电路进行测量，图乙给出了做实验所需要的各种仪器，请你按电路图把它们连成实验电路。

（2）这位同学测量时记录了5组数据，并将数据填入了下面表格中。请你根据这些数据在图丙中画出U—I图线。根据图线求出电池的电动势E=    V，内阻r=      Ω。

次数	1	2	3	4	5
I/A	0.15	0.25	0.36	0.45	0.56
U/V	1.40	1.35	1.30	1.25	1.20

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=______．

如图所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的U—I关系曲线图。
（1）请画出实验电路图（根据该电路图可得到U—I关系的完整曲线），可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0～50Ω)、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。
（2）如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路，如图所示，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1. 5 V，内电阻为1. 5Ω，定值电阻R=18Ω，在电路甲中，小灯泡消耗的电功率为   W，在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为    W。则接入    （选填“甲”或“乙”）电路时，小灯泡较亮些。
（3）若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为         W。
 

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。

电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。如图所示，是研究它们关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池串联了一个定值电阻R₀，把它们一起看作新电源（图中虚线框内部分）。新电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R₀之和，用r表示，电源的电动势用E表示。
①写出新电源的输出功率P跟E、r、R的关系式：           。（安培表、伏特表看作理想电表）。
②在实物图中按电路图画出连线，组成实验电路。
③表中给出了6组实验数据，根据这些数据，在方格纸中画出P-R关系图线。根据图线可知，新电源输出功率的最大值约是            W，当时对应的外电阻约是        ．
④由表中所给出的数据，还可以求哪些物理量？

U（V）	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5	1.0
I（A）	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7

 

如图所示，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率。
（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×10)粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R=          。

（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：

A．电流表：量程为0.6 A，内阻约为0.1Ω

B．电压表：量程为3V，内阻约为3kΩ

C．滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A

D．低压直流电源：电压6V，内阻忽略

E．电键S，导线若干
在方框中画出实验电路图。

（3）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率    （用测出的物理量的符号表示）。

在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻约为3Ω，为尽可能减小误差，要求金属丝发热功率P＜0.75W，备有的部分仪器有：

（1）实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到_______mm，用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到_______mm；
（2）上述器材中应选用的是___         （用字母代替）；
（3）在框内画出电路图； 

（4）在下图中，将各器材连成实验电路。

节水喷灌系统已经在我国很多地区使用。某节水喷灌系统如图所示，喷口距离地面的高度，能沿水平方向旋转，水可沿水平方向喷出，喷水的最大速率，每秒喷出水的质量。所用的水是从井下抽取的，井中水面离地面的高度，并一直保持不变。水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电阻。电动机正常工作时，电动机的输入电压，输入电流。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率。
（计算时可取3，球体表面积公式）

（1）求这个喷灌系统所能喷灌的最大面积；
（2）假设系统总是以最大喷水速度工作，求水泵的抽水效率；
（3）假设系统总是以最大喷水速度工作，在某地区需要用蓄电池将太阳能电池产生的电能存储起来供该系统使用，根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积。
已知：太阳光传播到达地面的过程中大约有％的能量损耗，太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离，太阳能电池的能量转化效率约为％，蓄电池释放电能的效率约为％。

如图所示电路中，R₁=0.8Ω，R₃=6Ω，滑动变阻器的全值电阻R₂="12" Ω，电源电动势E="6" V，内阻r="0.2" Ω，当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时，闭合开关S，电路中的电流表和电压表的读数各是多少?

如图4-14所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R是滑动变阻器，它的金属片是杠杆的一端。从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。

（1）当油箱向外输油时，油量表的示数将              。
（2）若图中电源电压为24V，电流表的量程为0-0.6A，滑动变阻器的最大值为80Ω，为了保证电流表不超量程，保护电阻R^/的最小阻值应是          __Ω。

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：                                                             。

在“伏安法测电阻”的实验课中，老师提供了以下器材：几节干电池、3个已知阻值的电阻R_L(5欧、8欧、12欧)、1只最大阻值为10欧的滑动变阻器、被测电阻，2个开关，电压表和电流表各1只、导线若干。实验前老师启发同学们，为了使测定的电阻值更精确，采用多次测量取平均值的方法。甲、乙、丙、丁四个小组分别设计了以下可测电阻Rx的四个方案(如下图4-15)，每个方案只变化一种元件或改变状态，且四个组的变化都不相同，并都顺利完成了实验。依据实验方案回答：

图4-15

（1）实验中测得下表所示数据，该方案是         小组的；
（2）为达到多次测量电流和电压值的目的，乙小组在实验中操作时需要更换            ；
（3）上述四个实验方案最佳的是           小组。

如图所示的电路中，电阻R₁=10Ω，R₂=15Ω，电源的电动势E=12V，内电阻r=2Ω。求：
（1）电流表的读数；
（2）电阻R₁上消耗的功率；

如图所示，电源的内电阻r =1Ω，定值电阻R=3Ω，小电动机绕组的电阻R_M=0.5Ω。当开关S闭合后电路正常工作，电压表的读数U =5V，电流表的读数I =1A。求:

（1）电源的电动势E；
（2）电动机的输出功率P_出.

如图，一质量不计，可上下自由移动的活塞将理想气体封闭在圆筒内，筒的侧壁为绝缘体，下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞面积S=2cm2。闭合电键前，DM间距l1=5μm，闭合电键后，活塞D与下底M分别带有等量异种电荷，并各自产生匀强电场（D与M间的电场为各自产生的电场的叠加）。在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后，DM间距l2=4μm，此时安培表读数为0.75A，伏特表读数为2V。

（1）求出活塞受到的电场力大小F（大气压强，活塞移动前后气体温度不变) ；
（2）求出活塞D所带电量q；
（3）一段时间后，一个电阻发生故障，安培表读数变为0.8A，伏特表读数变为3.2V，请判断是哪个电阻发生了故障？是短路还是断路？筒内气体压强变大还是变小？
（4）已知R3＝4Ω，能否求出R1、电源电动势E和内阻r的阻值？ 如果能，求出结果，如果不能，说明理由。