安徽专版2020中考物理复习方案专题04“内阻”计算专题试题.docx

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ZT4-12.2019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ZT4-23.2019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?(结果保留两位小数)(3)改装后的电流表A的内阻为多大?图ZT4-34.如图ZT4-4所示为一满偏电流Ig=100 A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ZT4-45.2019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ZT4-6A.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.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ZT4-78.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ZT4-89.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 L12.2019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PL=19。图ZT4-11【参考答案】1.4.882.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=UAIA=0.1V410-3 A=25 。(2)图甲中电流表和电阻Rx的总电阻R=UI=3V310-3 A=1000 ,即RA+Rx=1000 ,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=110-3 A30 =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=URIR=0.03V0.599A0.05 。(3)改装后的电流表A的内阻RA=URI=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=110-4 A(9900 +Rg),解得Rg=100 。(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=110-4 A(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 A100 =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=U1R1=UgR1=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 A24.5 =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,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=UR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=R1R2R1+R2+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)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=Ur=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=0.11.68103 kg10 N/kg=1.68103 N,电动机输出的机械功率P机械=Fv=1.68103 N13.660 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=P热I2=P热PMU2=2.4103 W30.4103 W280 V20.2 。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=U2R可得,电热丝R的阻值R=U2PR=(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=PMU=220W220V=1 A,1 min内线圈产生的热量Q=IM2rt=(1 A)20.2 60 s=12 J。12.解:(1)灯丝的电阻RL=U额2P额=(220V)2100W=484 ,根据P=U2R得,白炽灯的实际电压UL=P实RL=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P线PL=U线IULI=U线UL=22V198V=19=19。10