高中物理三相电流的线电压、相电压计算题

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?

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。

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：                                                             。

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.

有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R₀是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R/Ω	300	280	260	240	220	200	180

(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多少牛顿？
（3）通过寻求压力与电流表中电流的关系，说明该测力显示器的刻度是否均匀？

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。 

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。

（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       。

 

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。