高中物理电路与恒定电流试题

某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V ₁和V ₂为理想电压表；R为滑动变阻器，R ₀为定值电阻（阻值100 Ω）；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出。图（b）是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U-I关系曲线。回答下列问题：

（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器 R ， 使电压表V ₁的示数为 U ₁=________mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度 t升高时，硅二极管正向电阻________（填"变大"或"变小"），电压表V ₁示数________（填"增大"或"减小"），此时应将 R的滑片向________（填"A"或"B"）端移动，以使V ₁示数仍为 U ₁。

（2）由图（b）可以看出 U与 t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为 $\text{|}\frac{\text{Δ}U}{\text{Δ}t}\text{|}$ =________×10 ^-3V/℃（保留2位有效数字）。

一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R _x的阻值，图中R ₀为标准定值电阻（R ₀=20.0 Ω）； 可视为理想电压表。S ₁为单刀开关，S ₂位单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：

⑴按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线________；

⑵将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S ₁；

⑶将开关S ₂掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表 的示数 U ₁；然后将S ₂掷于2端，记下此时电压表 的示数 U ₂；

⑷待测电阻阻值的表达式R _x=________（用 R ₀、 U ₁、 U ₂表示）；

⑸重复步骤（3），得到如下数据：

	1	2	3	4	5
U 1/V	0.25	0.30	0.36	0.40	0.44
U 2/V	0.86	1.03	1.22	1.36	1.49
$\frac{U_2}{U_1}$	3.44	3.43	3.39	3.40	3.39

⑹利用上述5次测量所得 $\frac{U_2}{U_1}$ 的平均值，求得 R _x=________Ω。（保留1位小数）

某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头（量程 $100\mathrm{}\mathrm{\mu }\mathrm{A}$ ,内阻 $900\Omega$ ）；电阻箱 $R_1$ （阻值范围 $0-999.9\Omega$ ）；电阻箱 $R_2$ （阻值范围 $0-99999.9\Omega$ ）；导线若干。

要求利用所给器材先组装一个量程为 $1\mathit{mA}$ 的直流电流表。在此基础上再将它改装成量程为 $3V$ 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 $1\mathit{mA}$ 和电压 $3V$ 两档。

回答下列问题：

（1）在虚线框内画出电路图并标出 $R_1$ 和 $R_2$ 。其中*为公共接线柱。 $a$ 和 $b$ 分别是电流档和电压档的接线柱。

（2）电阻箱的阻值应取 $R_1=$ ________ $\Omega$ , $R_2=$ ________ $\Omega$ .（保留到个位）

某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃-80℃范围内某热敏电阻的温度特性,所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R_T,其标称值(25℃时的阻值)为 $900.0\mathrm{\Omega }$:电源E(6V,内阻可忽略):电压表 (量程 $150\mathrm{mV}$):定值电阻R₀(阻值 $20.0\mathrm{\Omega }$),滑动变阻器R₁(最大阻值为 $1000\mathrm{\Omega }$):电阻箱R₂(阻值范围0- $999.9\mathrm{\Omega }$):单刀开关S₁,单刀双掷开关S₂。

实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃,将S₂与1端接通,闭合S₁,调节R₁的滑片位置,使电压表读数为某一值U_s:保持R₁的滑片位置不变,将R₂置于最大值,将S₂与2端接通,调节R₂,使电压表读数仍为U_s:断开S₁,记下此时R₂的读数,逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R₂的阻值,直至温度降到25.0°C,实验得到的R₂-t数据见下表。

t/℃	25.0	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0	80.0
R2/Ω	900.0	680.0	500.0	390.0	320.0	270.0	240.0

回答下列问题:

（1）在闭合S₁前,图(a)中R₁的滑片应移动到________ （填“a”或“b”）端；

（2）在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R₂-t曲线：

（3）由图(b)可得到R₁,在25℃-80°C范围内的温度特性,当t=44.0℃时,可得R₁=________Ω；

（4）将R_t握于手心,手心温度下R₂的相应读数如图(c)所示,该读数为________Ω，则手心温度为________℃。

阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q ₁，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q ₂。Q ₁与Q ₂的比值为（ ）

A．

$\frac{2}{5}$

B．

$\frac{1}{2}$

C．

$\frac{3}{5}$

D．

$\frac{2}{3}$

如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度打下B ₁随时间t的变化关系为 $B_1=\mathit{kt}$ ，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B ₀ ， 方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t ₀时刻恰好以速度v ₀越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求

（1）在 $t=0$ 到 $t=t_0$ 时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；

（2）在时刻 $t（t>t_0）$ 穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。

现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,当要求热敏电阻的温度达到或超过 ${60}^{\circ }$ C时,系统报警。提供的器材有：热敏电阻,报警器（内阻很小,流过的电流超过 $I_{\mathrm{c}}$ 时就会报警，电阻箱(最大阻值为 $999.9\mathrm{\Omega }$ ),直流电源(输出电压为 $U$ ,内阻不计）,滑动变阻器 $R_1$ (最大阻值为 $1000\mathrm{\Omega }$ ), 滑动变阻器 $R_2$ （最大阻值为 $2000\mathrm{\Omega }$ ),单刀双掷开关一个,导线若干。

在室温下对系统进行调节,已知 $U$ 约为 $18\mathrm{V},I_{\mathrm{c}}$ 约为 $10\mathrm{mA}$ ;流过报警器的电流超过 $20\mathrm{mA}$ 时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在 ${60}^{\circ }\mathrm{C}$ 时阻值为 $650.0\mathrm{\Omega }$ 。

(1) 在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。

（2）在电路中应选用滑动变阻器_ (填 $"R_1\mathrm{"}$ 或" $R_2$ ") 。

（3）按照下列步骤调节此报警系统:

①电路接通前, 需将电阻箱调到一定的阻值, 根据实验要求, 这一阻值为 $\mathrm{\Omega }$ ; 滑动变阻器的滑片应置于 _ （填"a"或"b") 端附近，不能置于另一端的原因是 。

②将开关向 （填 "c"或 "d") 端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片, 直至 。

（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变, 将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。

如图，一倾角为α的光滑固定斜面的顶端放有质量 $M＝0.06\mathit{kg}$ 的 $U$ 形导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻 $R＝3\Omega$ 的金属棒 $\mathit{CD}$ 的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路 $\mathit{CDEF}$ ； $\mathit{EF}$ 与斜面底边平行，长度 $L＝0.6m$ 。初始时 $\mathit{CD}$ 与 $\mathit{EF}$ 相距 $s_0＝0.4m$ ，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离 $s_1＝\frac{3}{16}m$ 后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的 $\mathit{EF}$ 边正好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场的磁感应强度大小 $B＝1T$ ，重力加速度大小取 $g＝10m/s^2$ ， $\mathit{sin\alpha }＝0.6$ 。求

（1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；

（2）金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数；

（3）导体框匀速运动的距离。

氚核 ${}_1^{3}H$ 发生 $\beta$ 衰变成为氦核 ${}_2^3\mathit{He}$ ．假设含氚材料中 ${}_1^{3}H$ 发生 $\beta$ 衰变产生的电子可以全部定向移动，在 $3.2\times {10}^{4}s$ 时间内形成的平均电流为 $5.0\times {10}^{-8}A$ ．已知电子电荷量为 $1.6\times {10}^{-19}C$ ，在这段时间内发生 $\beta$ 衰变的氚核 ${}_1^{3}H$ 的个数为 $($ 　　 $)$

A．

$5.0\times {10}^{14}$

B．

$1.0\times {10}^{16}$

C．

$2.0\times {10}^{16}$

D．

$1.0\times {10}^{18}$

已知一热敏电阻当温度从 ${10}^{°}\text{C}$升至 ${60}^{°}\text{C}$时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源 $E$、开关 $S$、滑动变阻器 $R$（最大阻值为 $20\Omega )$、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为 $100\Omega )$。

（1）在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。

（2）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 $5.5V$和 $3.0\mathit{mA}$，则此时热敏电阻的阻值为　　 $\mathit{k\Omega }$（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值 $R$随温度 $t$变化的曲线如图（a）所示。

（3）将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 $2.2\mathit{k\Omega }$．由图（a）求得，此时室温为　　 ${}^{°}\text{C}$（保留3位有效数字）。

（4）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中， $E$为直流电源（电动势为 $10V$，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过 $6.0V$时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为 ${50}^{°}\text{C}$，则图中　　（填“ $R_1$”或“ $R_2$” $)$应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻

值应为　　 $\mathit{k\Omega }$（保留2位有效数字）。

图（a）所示的电路中， $K$ 与 $L$ 间接一智能电源，用以控制电容器 $C$ 两端的电压 $U_C$ ．如果 $U_C$ 随时间 $t$ 的变化如图（b）所示，则下列描述电阻 $R$ 两端电压 $U_R$ 随时间 $t$ 变化的图象中，正确的是 $($ 　　 $)$

A．		B．
C．		D．

某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关 $S$ 闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时 $($ 　　 $)$

A．	车灯的电流变小	B．	路端电压变小
C．	电路的总电流变小	D．	电源的总功率变大

在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R₁．R₂为定值电阻，R₃为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R₃的光的强度减弱，则（）

A．电压表的示数变大	B．小灯泡消耗的功率变大
C．通过R2的电流变小	D．电源内阻的功率变小

某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物m=50kg，电源的电动势E=110V，不计电源内阻及各处的摩擦．当电动机以v=0.80m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度为I=5A，（g=10m/s²），下列说法中正确的是（）

A．电动机线圈的电阻是4Ω

B．电动机的输出功率是400W

C．电动机的输入功率是500W

D．电动机线圈的发热功率是125W

如图所示，有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑．已知ab长100cm，质量为0.1kg，电阻为0.1Ω，框架电阻不计，取g=10m/s²，求：

（1）导体ab下落的最大加速度和最大速度；
（2）导体ab在最大速度时产生的电功率．