例1某用電器兩端加7 V的電壓時(shí),通過(guò)它的電流為0.2 A,若由于用電器兩端的電壓增加使通過(guò)的電流變?yōu)?.5 A,則能否用量程為15 V的電壓表測(cè)量這時(shí)用電器兩端的電壓?
思路導(dǎo)航:根據(jù)歐姆定律變換式R= 可以求得用電器的電阻,因?yàn)橛秒娖鞯碾娮枋遣蛔兊模ㄟ@也是今后解題時(shí)要注意的問(wèn)題),可由歐姆定律變換式U=IR可求出用電器兩端的電壓,然后再與電壓表的量程比較,看是否超過(guò)電壓表的量程即可,(這里的電阻相同,但電流已經(jīng)不同了)。
解:R=U/I=7 V/0.2 A=35 Ω?
U′=I′R=0.5 A×35 Ω=17.5 V>15 V?
所以不能用量程為15 V的電壓表測(cè)量這時(shí)用電器兩端的電壓。
例2有一盞電燈的電阻為484 Ω,正常發(fā)光時(shí),每分鐘通過(guò)某橫截面的電量為27 C,則該燈兩端的電壓是______V。
思路導(dǎo)航:要求出燈泡兩端的電壓,根據(jù)I=U/R變形可得U=IR,電流可根據(jù)I=Q/t來(lái)求出。
解:I=Q/t=27 C/60 s=0.45 A(注意時(shí)間單位)
U=IR=0.45 A×484 Ω=217.8 V
點(diǎn)評(píng):本題同時(shí)運(yùn)用I=U/R,I=Q/t兩個(gè)求電流的公式,它們所反映的物理意義是不同的,I=U/R它能反映決定電流的因素,而I=Q/t是電流的定義式,可用它計(jì)算電流的大小,但決定導(dǎo)體中電流的大小是導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻。
例3如圖1所示開(kāi)關(guān)S閉合后,電壓表V1的示數(shù)為6 V,電壓表V2的示數(shù)為3.6 V,燈L2的電阻為6 Ω。
求:(1)燈L1兩端的電壓;(2)通過(guò)燈泡L2中的電流;(3)燈泡L1的電阻。
思路導(dǎo)航:圖中L1、L2串聯(lián)(為了分析電路的方便,可把電路簡(jiǎn)化成圖2所示),電壓表V1測(cè)得的是電源電壓,這里也就是L1、L2兩端的總電壓U,電壓表V2測(cè)得的是L2兩端的電壓U2,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),U=U1+U2,所以U1=U-U2可求出L1兩端的電壓;根據(jù)歐姆定律I2=U2/R2,代入U(xiǎn)2、R2數(shù)值,可求出L2中的電流;根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)I1=I2和已經(jīng)求出的L2兩端的電壓,根據(jù)R1=U1/I1,可求出燈泡L1的電阻。
因?yàn)闊襞軱1、L2串聯(lián),所以U=U1+U2,I1=I2?
(1)U1=U-U2=6 V-3.6 V=2.4 V?
(2)I2=U2/R2=3.6 V/6 Ω=0.6 A?
(3)I1=I2=0.6 A,R1=U1/I1=2.4 V/0.6 A=4 Ω?
方法指導(dǎo):本題既運(yùn)用歐姆定律及其變換式解答問(wèn)題,又綜合運(yùn)用串聯(lián)電路電流、電壓的特點(diǎn),是一道較為綜合的習(xí)題。
例4一個(gè)5 Ω的定值電阻跟一個(gè)電流表串聯(lián),電流表的示數(shù)是1 A,試問(wèn)能用量程是3 V的電壓表來(lái)測(cè)量該電阻兩端的電壓?jiǎn)?為什么?/p>
思路導(dǎo)航:在已知電路中電阻值和電流值時(shí),可以用歐姆定律計(jì)算出定值電阻兩端的電壓值,再與電壓表的量程進(jìn)行比較,就可確定電壓表的量程。學(xué)習(xí)了歐姆定律后,在用電壓表和電流表測(cè)量前,對(duì)電路中的電流或電壓先進(jìn)行估算,然后再選擇電表的量程,這樣可以避免損壞電表。
解:已知R=5 Ω,I=1 A,求定值電阻兩端的電壓U。
由歐姆定律I=U/R可得(這里若測(cè)量出電流也相當(dāng)于知道電壓)
U=IR=1 A×5 Ω=5 V.
由于電阻兩端的電壓(5 V)大于電壓表的量程(3 V),故不能用量程3 V的電壓表測(cè)量該電阻兩端的電壓。(這提供保護(hù)電表的基本技巧和做法)?
例5在如圖3所示的電路中,若電阻的阻值已知,用一個(gè)電壓表能測(cè)算通過(guò)它的電流嗎?
思路導(dǎo)航:本題給出了一個(gè)在沒(méi)有電流表的特定情況下,如何利用電壓表來(lái)測(cè)算電路中電流大的實(shí)例,可以通過(guò)電壓表測(cè)量電阻兩端的電壓,再用歐姆定律計(jì)算求得。(歐姆定律的實(shí)際應(yīng)用)?
解:可以.在已知電阻值的情況下,用電壓表測(cè)量電阻兩端的電壓,就可以根據(jù)歐姆定律計(jì)算出通過(guò)電阻的電流,具體做法是:
。1)將電壓表并在定值電阻的兩端,閉合開(kāi)關(guān),記下電壓表的讀數(shù)為U。
。2)查看定值電阻的阻值R,由歐姆定律公式I=U/R來(lái)計(jì)算出通過(guò)它的電流(這里提供了一個(gè)間接測(cè)量電流的技巧)。
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