中考物理复习方案专题“内阻”计算专题试题.pdf

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1、专题(四)“内阻”计算专题类型一电表内阻的相关计算1.2019 合肥一模 我们可以用如图ZT4-1 所示的电路图测量未知电阻Rx的阻值。调节电路,当电压表示数U为 2.5 V时,电流表的示数为0.5 A。如果考虑到电流表的电阻值R为 0.12,待测电阻Rx的阻值应为。图 ZT4-1 2.2019 长丰县二模 在实际电路中电流表、电压表的内阻不能忽略。某同学用伏安法测量一个未知电阻Rx,他先将电压表、电流表按图ZT4-2 甲所示的方法连接在电源电压恒定的电路中,测得电压表、电流表的示数分别为3.0 V、3.0 mA。接着在同一电路中,他又将同一电压表、电流表按图乙所示的方法连接,测得电压表、电流

2、表的示数分别为2.9 V、4.0 mA。(1)求出电流表的内阻RA。(2)根据已知条件准确计算待测电阻Rx的阻值。图 ZT4-2 3.2019 蒙城一模 电学实验中使用的电流表和电压表都是由小量程电流表G(表头)改装而成的,从电路的角度看,表头就是一个电阻,同样遵循欧姆定律。电流表G 电阻Rg叫电流表内阻,指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫满偏电流,加在它两端的电压Ug叫满偏电压。如图ZT4-3 所示,有一个电流表G,内阻为 30,满偏电流为1 mA,并联一个电阻R后,就将它改装成了一个量程为00.6 A 的电流表A。请解答:(1)电流表 G 的满偏电压Ug为多少?(2)需并联的电阻R阻值为多大

3、?(结果保留两位小数)(3)改装后的电流表A 的内阻为多大?图 ZT4-3 4.如图 ZT4-4 所示为一满偏电流Ig=100 的电流计,若用一个9900 的电阻R与其串联,可改装成为一个量程为 01 V 的电压表。求:(1)此电流计的内阻为多少。(2)若将这个电流计改装成量程为03 V 的电压表,应串联一个多大的电阻。图 ZT4-4 5.2019 瑶海区二模 实际测量中所使用的电流表和电压表是由小量程电流表改装而成的。一只小量程电流表满偏电流Ig=3 mA,内阻为Rg=100。将小量程电流表与两定值电阻R1、R2按图 ZT4-5 乙所示的电路图连接起来,已知R1=0.5，R2=24.5,S是

4、一个单刀双掷开关。(1)计算小量程电流表满偏时两端的电压Ug。(2)将 S 与接线柱b端相连,此时虚线框内的部分相当于一个电流表,计算其最大测量值I。(3)将 S 与接线柱c端相连,此时虚线框内的部分相当于一个电压表,计算其最大测量值U。图 ZT4-5 类型二电源内阻的相关计算6.如图 ZT4-6 所示是某同学连接的并联电路电路图。当只闭合开关S1时,L1正常发光;再闭合开关S2,发现两灯均能发光,但灯 L1亮度略有变暗。针对灯L1亮度变暗,下列说法正确的是()图 ZT4-6 A.闭合开关S2后电源输出的总电流变小了B.闭合开关S2后灯 L1两端的电压变小了C.可能是由于电路某处发生了短路D.

5、一定是此同学观察时产生了错觉,只要电路没有故障,闭合开关S2,灯 L1亮度是不会变的7.一个实际电源可看成由一个电压为U的理想电源(即内阻为零)和一个电阻r串联组成,如图 ZT4-7 甲所示。在如图乙所示的电路中,电阻R1=R2=4,只闭合开关S2时,电流表示数为I1=0.6 A;当 S1、S2都闭合时,电流表示数为I2=1 A,求电源的电压U及其内阻r。图 ZT4-7 8.干电池的本身有一定的电阻,如图 ZT4-8 所示,已知R1的阻值是 8，R2的阻值是20,先把R1接在AB之间,闭合开关电流表的示数为0.6 A,再把R1和R2串联后接在AB之间,闭合开关电流表的示数为0.2 A。(电流表

6、的内阻不计)(1)求电源电压和电源内阻r的大小。(2)请分析论证短路的危害。图 ZT4-8 9.干电池本身有一定的电阻,可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个定值电阻串联而成,如图 ZT4-9 甲所示。某校物理课外兴趣小组的同学想利用“伏安法测电阻”的方法对电源的内阻进行测量,他们设计了图乙所示的电路对一节干电池进行测量,闭合开关 S,在滑动变阻器滑片P从B端滑到A端的过程中,电压表示数与电流表示数的对应关系图线如图丙所示。(图中电表均为理想电表)(1)请画出图乙对应的等效电路图。(2)请根据图丙的相关数据求出本节干电池的内阻r和电源电压U。图 ZT4-9 类型三其他内阻的相关计算(灯丝、线

7、圈、输电线内阻)10.2019 怀远模拟 2017年 2 月 28 日,杭州交通运管部门向三家网约车企业颁发了首批经营许可证。而其中一家企业重点推广使用的网约车为新能源汽车,即电动汽车;已知该电动汽车在以60 km/h 的速度行驶时电动机工作电压为280 V,消耗功率为30.4 kW,若车及人总质量为1.68 t,行驶时阻力是总重的0.1 倍,解答下列问题。(1)该过程电动机工作时的电流为A。(结果保留一位小数)(2)忽略机械传动时的能量损失,求电动机的电阻。(结果保留一位小数)11.2019 贵池区二模 图 ZT4-10 甲是自动冲泡咖啡机,图乙是其简化电路图,咖啡机的铭牌如下表所示。咖啡机

8、可以通过自动控制开关S 分别进行打磨和加热。(1)求电热丝R的阻值。(2)已知电动机的线圈电阻r=0.2,求咖啡机正常打磨1 min时,通过电动机线圈的电流IM和线圈产生的热量Q。图 ZT4-10 额定电压220 V 电动机额定功率220 W 电热丝额定功率800 W 水容量1 L 12.2019 瑶海一模 一个标有“220 V100 W”的白炽灯接在220 V 的电源两端,如图 ZT4-11 所示,由于输电线的电损,小灯泡发光时的实际功率是81 W。(电源电压不变,不计灯泡电阻的变化)(1)求出此时白炽灯RL两端的电压。(2)试证明:这种情况下输电线损耗的电功率P线与灯泡实际功率PL之比P线

9、PL=19。图 ZT4-11【参考答案】1.4.88 2.解:(1)图甲中,电压表测量电阻Rx和电流表的总电压,即电源电压,电流表测通过电阻Rx的电流,电压表的示数为 3.0 V,所以电源电压U=3.0 V,即UA+Ux=3.0 V,图乙中,电压表测量电阻Rx两端的电压,电流表测量电阻Rx和电压表的总电流,电压表的示数为2.9 V,即Ux=2.9 V,所以电流表分得的电压UA=U-Ux=3.0 V-2.9 V=0.1 V,而IA=4.0 mA,电流表的内阻RA=?A?A=0.1V4 10-3 A=25。(2)图甲中电流表和电阻Rx的总电阻R=?=3V310-3 A=1000,即RA+Rx=10

10、00，则待测电阻Rx的阻值Rx=R-RA=1000-25=975。3.解:(1)电流表 G 的满偏电压Ug=IgRg=110-3A30=0.03 V;(2)由图可知,电流表 G与R并联,IR=I-Ig=0.6 A-110-3 A=0.599 A,电阻R两端电压UR=Ug=0.03 V,则电阻R=?=0.03V0.599A.05。(3)改装后的电流表A 的内阻RA=?=0.03V0.6A=0.05。4.解:(1)改装后当总电压最大达到1 V 时,电流计的达到满偏,即Ig=100 A=10-4 A,组装后电压表两端电压U1=Ig(R+Rg),即 1 V=110-4A(9900+Rg),解得Rg=1

11、00。(2)若将这个电流计改装成量程为03 V 的电压表,改装后当总电压达到3 V 时,电流计中电流为Ig=100 A=10-4 A,改装后电压表两端电压U2=Ig(Rg+R1),即 3 V=1 10-4A(100+R1),解得R1=2.99104。5.解:(1)小量程电流表满偏时通过的电流Ig=3 mA=0.003 A,小量程电流表满偏时两端的电压Ug=IgRg=0.003 A 100=0.3 V。(2)将 S 与接线柱b端相连,G 与R1并联,电流表的最大量程等于通过G 和R1的最大电流之和,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过 G 的电流最大时,通过R1的电流I1=?1?1=?g

12、?1=0.3V0.5=0.6 A,电流表的最大测量值I=Ig+I1=0.003 A+0.6 A=0.603 A。(3)将 S 与接线柱c端相连时,G 与R1并联后再与R2串联,电压表的量程等于并联部分两端的电压与R2两端的最大电压之和,由(2)可知,G 与R1并联且通过G 的电流最大时,并联部分的电压为Ug=0.3 V,电路的总电流I=0.603 A,因串联电路中各处的电流相等,所以,R2两端的电压U2=IR2=0.603 A 24.5=14.7735 V,电压表的最大测量值U=Ug+U2=0.3 V+14.7735 V=15.0735 V。6.B 解析 由于电源的内阻不变,闭合开关 S2后,

13、灯 L1和 L2并联,总电阻变小,并联电路部分分得的电压减小,小灯泡变暗。7.解:由电路图可知,只闭合开关S2时,R1与电源内阻r串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=?可得,电源电压U=I1(R1+r)=0.6 A(4+r),当 S1、S2都闭合时,R1和R2并联后再与r串联,电路的总电阻R=R12+r=?1?2?1+?2+r=4 4 4+4+r=2+r,则电源电压U=I2R=1 A(2+r),因电源电压不变,所以,0.6 A(4+r)=1 A(2+r),解得r=1，电源电压U=I2R=1 A(2+1)=3 V。8.解:(1)把R1接在AB之间,闭合开关则有U=I1(R1+r

14、)把R1和R2串联后接在AB之间,闭合开关则有U=I2(R1+R2+r)联立两式,有I1(R1+r)=I2(R1+R2+r),0.6 A(8+r)=0.2 A(8+20+r),解得r=2，电源电压U=I1(R+r)=0.6 A(8+2）=6 V。(2)短路时电源的两极直接被导线连接,此时电路中只有内阻r,根据欧姆定律可知电路中的电流I=?=6V2=3 A,即电流很大;根据焦耳定律可知单位时间内产生大量的热量,从而会烧毁电源和导线。9.解:(1)根据题意可画出图乙对应的等效电路图,如图所示(2)当滑片位于A端时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,等效电路如下图:由图丙可知,此时电路中的最大电

15、流I大=1.5 A,电源电压U=I大r=1.5 Ar,当滑片位于B端时,电路中的总电阻最大,等效电路如下图:由图丙可知,此时电路中的最小电流I小=0.5 A,电压表示数为1 V,即电阻R两端的电压为1 V,电源电压U=UV+I小r=1 V+0.5 Ar,联立可得,1.5 Ar=1 V+0.5 Ar,解得r=1，电源电压U=I大r=1.5 A1=1.5 V。10.解:(1)108.6(2)因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,汽车的牵引力F=f=0.1G=0.1mg=0.1.68103kg10 N/kg=1.68103 N,电动机输出的机械功率P机械=Fv=1.

16、68103N13.660 m/s=2.8104 W,电动机的热功率P热=PM-P机械=30.4103 W-2.8104 W=2.4103 W,由P=I2R可得,电动机的电阻R=?热?2=?热(?)2=2.4 103 W(30.4 103 W280 V)2.2。11.解:(1)由表格数据可知,电热丝额定功率PR=800 W,额定电压U=220 V,由P=UI=?2?可得,电热丝R的阻值R=?2?=(220V)2800W=60.5。(2)由表格数据可知,电动机正常工作时的功率PM=220 W,电压U=220 V,由P=UI可得,通过电动机线圈的电流IM=?M?=220W220V=1 A,1 min内线圈产生的热量Q=?M2rt=(1 A)2.2 60 s=12 J。12.解:(1)灯丝的电阻RL=?额2?额=(220V)2100W=484，根据P=?2?得,白炽灯的实际电压UL=?实?L=81W484=198 V。(2)证明:根据串联电路电压的规律知,电线上的电压U线=U-UL=220 V-198 V=22 V,因串联电路电流处处相等,根据P=UI知,输电线损耗的电功率P线与灯泡实际功率PL之比?线?L=?线?L?=?线?L=22V198V=19=19。