恆定電流 | 一題八問「電橋式」電路

2021-03-06 今日格物

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2016年江蘇高考物理試卷第8題

如圖所示的電路中,電源電動勢為12V,內阻為2Ω,四個電阻的阻值已在圖中標出。閉合開關S,下列說法正確的有(    )

(A)路端電壓為10V

(B)電源的總功率為10W

(C)a、b間電壓的大小為5V

(D)a、b間用導線連接後,電路的總電流為1A

答案:AC

上題取材於非平衡式電橋,考查電路知識。那麼關於電橋還有哪些「形似神同」,或「形似神異」的問題呢?

題目

已知電阻R1=20Ω,R2=80Ω,電源電動勢E=4V,內阻不計,電錶均為理想電錶。

問題1  如圖所示,當R4=20Ω時,閉合電鍵S,待電路穩定後電壓表讀數是多少?哪端電勢高?(2.4V,A端)

問題2  若將R4阻值變大,電壓表讀數怎樣變?當R4斷路或短路時,電壓表讀數分別是多少?R4多大時電壓表讀數為零。(先減小後增大,-0.8V,3.2V,320Ω)

 

問題3  將圖中電壓表換成電容為C=10μF、板距d=1cm的平行板電容器。R4=20Ω,其他條件不變,閉合電鍵後電容器兩端電壓多少?電容器上板帶何種電荷?電量多少?,若將電鍵S打開,那麼此後有多少電荷流過電阻R1?(2.4V,上板帶正電,1.2×10-5C)

 

問題4  如果將圖中的電壓表換成電流表,R4=20Ω,其他條件不變,電鍵S閉合待電路穩定後電流表讀數是多少?電流方向怎樣?(7.5×10-2A,向下)

 

問題5  若將R4阻值變大,電流表讀數怎樣變?當R4斷路或短路時,電流表讀數分別是多少?R4多大時電流表讀數為零。(先變小後變大,先向下後向上,8.3×10-3A,0.2A,320Ω)

 

問題6 上題的電路能不能等效為下圖的電路,下圖中電流表讀數是多少?(不能,0.125A)

 問題7  能否用如圖所示的電橋平衡電路來測量電阻?(可以,Rx=RL2/L1)

 

 問題8  如圖電路中接有兩個電容器,電容分別為C1=40μF,C2=10μF,其他條件不變,電鍵閉合待電路穩定後兩電容器帶電量各是多少?打開電鍵後流過R3的電荷量是多少?若將電阻R1與電容器C1調換位置,兩電容器所帶電荷量怎樣變化?電荷量分別是多少?(3.2×10-5C,3.2×10-5C,0,電荷量增大,8.9×10-5C,3.6×10-5C)

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