高中物理电学实验计算题

有三盘电灯L₁、L₂、L₃，规格分别是“110V，100W”，“110V，60W”，“110V，25W”要求接到电压是220V的电源上，使每盏灯都能正常发光．可以使用一直适当规格的电阻，请按最优方案设计一个电路，对电阻的要求如何？

如图甲所示的电路中，R₁、R₂均为定值电阻，且R₁＝100 Ω，R₂阻值未知，R₃为一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求：

（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻R₂的阻值；
（3）滑动变阻器的最大阻值。

如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料。图25乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连。质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。已知A、B两极板间加速电压为U₀，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为n。尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集。通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率η（被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值）。尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计。在该装置处于稳定工作状态时：

（1）求在较短的一段时间Δt内，A、B两极板间加速电场对尘埃所做的功；
（2）若所有进入通道的尘埃都被收集，求通过高压直流电源的电流；
（3）请推导出收集效率η随电压直流电源输出电压U变化的函数关系式。

图示为汽车蓄电池与车灯、小型启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω，电表可视为理想电表。只接通S₁时，电流表示数为10A，电压表示数为12V，再接通S₂，启动电动机时，电流表示数变为8A，求：

（1）汽车蓄电池的电动势；
（2）接通S₂时，通过启动电动机的电流。

如图所示电路，A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源，3个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为20，电流表内阻不计，求：

（1）电流表的读数；
（2）电容器所带电荷量；
（3）断开电源后，通过R₂的电荷量。

如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R₁＝2 Ω，R₂＝3 Ω，R₃＝7.5 Ω，电容器的电容C＝5 μF。开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？

如图甲所示，电源由n个电动势E="1.5" V、内阻均为r（具体值未知）的电池串联组成，合上开关，在变阻器的滑片C从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示，电表对电路的影响不计。（Ⅰ图为输出功率与路端电压关系曲线；Ⅱ图为路端电压与总电流关系图线；Ⅲ图为电源的输出效率与外电阻的关系图线）
     
甲                                        乙
(1)求组成电源的电池的个数以及一个电池的内阻；
(2)求滑动变阻器的总阻值；
(3)写出图Ⅰ、Ⅱ中a、b、c三点的坐标（不要求计算过程）．

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＝12 V的直线为图线的渐近线．现将该电源和一个变阻器R₀接成如图(乙)所示电路，已知电源允许通过的最大电流为2 A，变阻器的最大阻值为R₀＝22 Ω.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．

如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压．

如图所示，U=10V，电阻R₁=4Ω，R₂=6Ω，电容C=30μF。（1）闭合开关S，电路稳定后，求通过R₁的电流强度；（2）然后断开S，求这以后流过R₁的电量是多少？

某电池电动势为1.5V，如果不考虑它内部的电阻，当把它的两极与150Ω的电阻连在一起时，10s内有多少库仑的电荷定向移动通过电阻的某横截面。

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=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。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υ₀=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10^-2C，质量为m=2×10^-2kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s²）

相距很近的平行板电容器AB，A.B两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为，质量为m，电量为e，在AB两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0<k<1，；紧靠B板的偏转电场的电压也等于，板长为L，两板间距为d，偏转电场的中轴线（虚线）过A.B两板中心，距偏转极板右端L/2处垂直中轴线放置很大的荧光屏PQ，不计电子的重力和它们之间的相互作用，电子在电容器AB中的运动时间忽略不计

（1）在0-T时间内，荧光屏上有两个位置法官，试求这两个发光点之间的距离（结果采用L、d表示，第2小题亦然）
（2）以偏转电场的中轴线为对称轴，只调整偏转电场极板的间距，要使荧光屏上只出现一个光点，极板间距应满足什么要求？
（3）撤去偏转电场及荧光屏，当k取恰当的数值时，使在0-T时间内通过电容器B板的所有电子能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，球k的值

如图示电路中，电阻R₁=R₂=6Ω，R₃=4Ω，R₄=3Ω。电源内阻r=2Ω。不计电压表和电流表的影响。S断开时，电压表的示数为2.25V。求：

（1）电源电动势E；
（2）S合上后，电流表的示数。

某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的最大电功率为50 kW，用电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)求：

（1）升压变压器和降压变压器的匝数比
（2）这个输电线路最多可以让多少盏“220V 40W”的灯泡正常发光。