三、计算题。共4小题，共57分。写出必要的文字说明、计算步骤和解题依据，只写出最后答案的不得分。

14、(14分)如图所示，电灯L标有“4V，1W”的字样，滑动变阻器R′总电阻为50Ω，当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时理想电流表示数为0.45A，由于某 处电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时理想电流表示数变为0.5A，理想电压表示数为10V，若导线完好，电路中各处接触良好，试问：

(1)发生的故障是短路还是断路?发生在何处?

(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的电阻是多大?

(3)电源的电动势和内阻为多大?

15、(14分)下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。

额定车速 车质量 载重 电源 电源输出电压 充电时间 额定输

出功率 电动机额定工

作电压和电流

18km/h 40kg 80kg 36V/12Ah ≥36V 6~8h 180W 36V/6A

请参考表中数据，完成下列问题(g取10m/s2)：

(1)此车所配电动机的内阻是多少?

(2)在行驶过程中电动车受阻力是车重(包括满载重)的k倍，试计算k的大小。

(3)若电动车满载时在平直道路上以额定功率行驶，且阻力大小恒定，当车速为3m/s时，加速度为多少?

16、(14分)如图14所示，ε1=3V，r1=0.5Ω，R1=R2=5.5Ω，平行板电容器的两板距离d=1cm，当电键K接通时，极板中的一个质量m=4×10-3g，电量为q=1.0×10-7C的带电微粒恰好处于静止状态。求：

(1)K断开后，微粒向什么方向 运动，加速度多大?

(2)若电容为1000pF，K断开后，有多少电量的电荷流过R2?

17、(15分)有一种测量压力的电子秤，其原理如图15所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。

压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 ......

电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 ......

(1)在坐标系中画出电阻R随压力F变化的图线,并归纳出电值R随压力F变化的函数关系式。

(2)写出压力与电流的关系式,说明该测力显示器的刻度是否均匀。

(3)若电容器的耐压值为5V，该电子秤的量程是多少牛顿?

参考答案

一、选择题：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

D AD B C C AD C ABD A B CD C

二、实验题：

13、①加在金属丝两端的电压U，通过金属丝的电流I，金属丝的长度L，金属丝的直径D  (3分 )(少答一项扣1分)

②ACDFH (3分)(含有错误答案不给分)

电路图如图所示(3分)(电流表内接不给分)

5.22(3分)

③   (3分)

三、计算题：

14、解：(1)电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压U=UR=IRR也增大，因而外电路总电阻增大，故一定是外电路发生断路。由于电流表和电压表有读数，R和变阻器R´不可能发生断路，故是灯L发生断路。(4分)

(2)L断路后，外电器只有R(因无电流流过R´)，故电压表示数即为路端电压，根据部分电路欧姆定律可得：R=U/IR=10/0.5Ω=20Ω(2分);L未断路时，灯L正常发光，则流过电灯的电流为：IL=PL/UL=1/4 A=0.25A; 这时的路端电压 则变阻器R′两端的电压为UR′=U′-UL=5V，所以，变阻器连入电路的电阻为R′=UR′/IL=20Ω(2分)

(3)由闭合电路欧姆定律得：故障前E=9+(0.45+0.25)r(2分)，故障后E=10+0.5r(2分)，解之得：E=12.5V，r=5Ω (2分)

15、解：(1)从表中可知，输出功率P出=180W，

输入功率P入=UI=36×6W=216W  …………2分

Pr=I2r=P入-P出  …………2分

…………2分

(2)P额=   …………2分

…………2分

(3)P额=Fv

F-k(M+m)g=(M+m)a  …………2分

由上式得：a=0.2m/s2     …………2分

16、解：(1)当K接通电路稳定时，等效电路图如图所示。ε1、r1和R1形成闭合回路，A，B两点间的电压为：

……2分

电容器中带电粒子处于平衡状态，则所受合力为零，

F-mg=0

……4分

在B，R2，ε2，C，A支路中没有电流，R2两端等势将其简化，

U+ε2=UAB，ε2=U-UAB=1.25V

当K断开电路再次达到稳定后，回路中无 电流电路结构为图所示。电容器两端电压U′=ε2=1.25V

即带电粒子将以6.875m/s2的加速度向下做匀加速运动。……2分

(2)K接通时，电容器带 电量为Q=CU=4×1O-9C……2分

K断开时，电容器带电量为Q′=CU′=1.25×10-9(C)……2分

△Q=Q—Q′=2.75×10-9C……1分

有总量为2.75×10-9(C)的电子从R2由下至上流过。……1分

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