中職《電工基礎(chǔ)》直流電路練習與答案.doc

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中職《電工基礎(chǔ)》直流電路練習與答案 1—1 電流和電壓 一、填空題 1．電流流通的路徑稱為電路，通常電路是由電源、導(dǎo)線、負載和開關(guān)組成。 2．習慣上規(guī)定正電荷移動的方向為電流的方向，因此，電流的方向?qū)嶋H上與電子移動的方向相反。 3．金屬導(dǎo)體中自由電子的定向移動方向與電流方向相反。 4．電流分直流和交流兩大類，凡電流的大小和方向都隨時間的變化而變化的電流稱為交流電流，簡稱交流；凡大小和方向恒定不變的電流稱為直流電流，簡稱直流。 5．若3 min通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是1.8 C，則導(dǎo)體中的電流是0.01A。 6．測量電流時，應(yīng)將電流表串聯(lián)接在電路中，使被測電流從電流表的正（+）接線柱流進，從負（-）接線柱流出；每個電流表都有一定的測量范圍，稱為電流表的量程。 7．電壓是衡量電場力做功能力的物理量；電動勢表示電源將正電荷從電源負極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的能力。 8．電路中某點與參考點的電壓即為該點的電位，若電路中a、b兩點的電位分別為Ua、Ub，則a、b兩點間的電壓Uab=Ua-Ub；U ba= Ub- Ua。 9．參考點的電位為0，高于參考點的電位取正值，低于參考點的電位取負值。 10．電動勢的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負極指向正極。 11．測量電壓時，應(yīng)將電壓表和被測電路并聯(lián)，使電壓表接線柱的正負和被測兩點的電位一致。 12．如圖1—1所示，電壓表的a應(yīng)接電阻的C端，b應(yīng)接電阻的d端。電流表的a應(yīng)接電阻的c端。 二、判斷題 1．導(dǎo)體中的電流由電子流形成，故電子流動的方向就是電流的方向。 () 2．電源電動勢的大小由電源本身性質(zhì)所決定，與外電路無關(guān)。 (√) 3．電壓和電位都隨參考點的變化而變化。 () 4．我們規(guī)定自負極通過電源內(nèi)部指向正極的方向為電動勢的方向。 (√) 三、問答題 1．電路主要由哪些部分組成?它們的主要功能是什么? 答：電路主要由電源、負載、導(dǎo)線和開關(guān)組成。電源是提供電能的裝置；負載是實現(xiàn)電路功能的裝置。導(dǎo)線是在電路中起連接作用。開關(guān)是控制裝置。 2．簡述電壓、電位、電動勢的區(qū)別。電源內(nèi)部電荷移動和電源外部電荷移動的原因是否一樣? 答：電壓反映的是電場力在兩點之間做功的多少，與參考點的位置無關(guān)。電位反映的是某點與參考點的電壓，與參考點的位置有關(guān)。電動勢反映的是其他形式的能轉(zhuǎn)換為電能的能力。電源內(nèi)部電荷移動和電源外部電荷移動的原因不一樣。 3．什么是電流?電路中存在持續(xù)電流的條件是什么? 答：電流是電荷定向移動形成的。電路中存在持續(xù)電流的條件是：電源電動勢不為〇，且電路閉合。 4．用電流表測量電流時，有哪些注意事項? 答：（1）對交、直流電流應(yīng)分別使用交流電流表和直流電流表測量。 （2）電流表必須串接到被測量的電路中。 （3）電流必須從電流表的正端流入負端流出。 （4）選擇合適的量程。 四、計算題 1．在5 min內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為3．6 C，則電流是多少安?合多少毫安? 解: I=Q/t=3.6/(560)=0.012（A）=12mA 答：電流是0.012安，合12毫安。 2．在圖1--2中，當選c點為參考點時，已知：Ua=-6 V，Ub=-3 V，Ud=-2 V，Ue=-4 V。求Uab、Ucd各是多少?若選d點為參考點，則各點電位各是多少? 解：∵選c點為參考點時Uc=0V Uab= Ua- Ub=（-6）-（-3）=-3V Ucd= Uc – Ud =0-（-2）=2V Ubd= Ub – Ud =（-3）-（-2）=-1V Ued= Ue – Ud =（-4）-（-2）=-2V 選d點為參考點 Ud=0 運用電壓不隨參考點變化的特點 ∵Ucd= Uc – Ud = Uc –0=2V ∴Uc=2V ∵Ubd= Ub – Ud = Ub –0=-1V ∴Ub=-1V ∵Ued= Ue – Ud = Ue –0=-2V ∴Ue=-2V ∵Uab= Ua – Ub = Ua –（-1）=-3V ∴Ua=-4V 答： Uab=-3V，Ucd=2V當選d點為參考點時Ua=-4V，Ub=-1V，Uc=2V，Ud=0，Ue=-2V。 1—2 電 阻 一、填空題 1．根據(jù)導(dǎo)電能力的強弱，物質(zhì)一般可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。 2．導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻。 3．均勻?qū)w的電阻與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比，與材料性質(zhì)有關(guān)，而且還與環(huán)境溫度有關(guān)。 4．電阻率的大小反映了物質(zhì)的導(dǎo)電能力，電阻率小說明物質(zhì)導(dǎo)電能力強，電阻率大說明物質(zhì)導(dǎo)電能力弱。 5．電阻率的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，它表示電流通過的難易程度，其數(shù)值越大，表示電流越容易通過。 6．一般來說，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，硅等純凈半導(dǎo)體和絕緣體的電阻率則隨溫度的升高而減小。 二、選擇題 1．一根導(dǎo)體的電阻為R，若將其從中間對折合并成一根新導(dǎo)線，其阻值為( C )。 A．R／2 B．R C．R／4 D．R／8 2．甲乙兩導(dǎo)體由同種材料做成，長度之比為3：5，直徑之比為2：1，則它們的電阻之比為( B )。 A .12：5 B．3：20 C．7：6 D．20：3 3．制造標準電阻器的材料一定是( D )。 A．高電阻率材料 B．低電阻率材料 C．高溫度系數(shù)材料 D．低溫度系數(shù)材料 4．導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，以下說法錯誤的是(C)。 A．和導(dǎo)體截面積有關(guān) B．和導(dǎo)體長度有關(guān) C．和環(huán)境溫度無關(guān) D．和材料性質(zhì)有關(guān) 5．用萬用表測量電阻的刻度，下列說法正確的是(C)。 A．刻度是線性的 B．指針偏轉(zhuǎn)到最右端時，電阻為無窮大 C．指針偏轉(zhuǎn)到最左端時，電阻為無窮大 D指針偏轉(zhuǎn)到中間時，電阻為無窮大 6．關(guān)于萬用表的使用方法，下列說法錯誤的是( A )。 A．在測量過程中，應(yīng)根據(jù)測量量的大小撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)，為了便于觀察，不應(yīng)分斷電源 B．測量結(jié)束后，轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)撥到交流最大電壓擋或空擋 C．測量電阻時，每換一次量程都應(yīng)調(diào)一次零 三、問答題 1．根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電能力的強弱，可分為哪幾類?它們各有什么特點? 答：根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電能力的強弱可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三類。它們的特點是導(dǎo)體電阻率小，容易導(dǎo)電。半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。絕緣體的電阻率大，不容易導(dǎo)電。 2．在溫度一定的情況下，導(dǎo)體電阻的大小由哪些因素決定?寫出導(dǎo)體電阻大小的表達式。 答：在溫度一定的情況下，導(dǎo)體電阻的大小由導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積決定，其表達式為：R=ρ 3．用萬用表測電阻時，應(yīng)注意哪幾點? 答：（1）準備測量電路中的電阻時應(yīng)先切斷電源，且不可帶電測量。 （2）首先估計被測電阻的大小，選擇適當?shù)谋堵蕮?，然后調(diào)零，即將兩表筆相觸，旋動調(diào)零電位器，使指針指在零位。 （3）測量時雙手不可碰到電阻引腳及表筆金屬部分，以免接入人體電阻，引起測量誤差。 （4）測量電路中某一電阻時，應(yīng)將電阻的一端斷開。 四、計算題 一根銅導(dǎo)線長l=2 000 m，截面積S=2 mm2，導(dǎo)線的電阻是多少?(銅的電阻率ρ=1.75108 Ωm)若將它截成等長的兩段，每段的電阻是多少?若將它拉長為原來的2倍，電阻又將是多少? 解：∵R=ρ ∴R=1.7510-8 =17.5Ω 若將它截成等長的兩段，每段的電阻是R、==8.75Ω 若將它拉長為原來的2倍，電阻R``=17.54=70Ω 答：導(dǎo)線的電阻是17.5Ω，若將它截成等長的兩段，每段的電阻是8.75Ω，若將它拉長為原來的2倍，電阻又將是70Ω。 1--3歐姆定律 一、填空 1．導(dǎo)體中的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。 2．閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻成反比。 3．全電路歐姆定律又可表述為：電源電動勢等于內(nèi)電壓與外電壓之和。 4．電源端電壓隨負載電流變化的關(guān)系稱為電源的外特性。 5．電路通常有通路、開路（斷路）和短路三種狀態(tài)。 6．兩個電阻的伏安特性如圖1-3所示，則Ra比Rb大(大小)，Ra=10Ω，Rb=5Ω。 7．如圖1-4所示，在U=0.5 V處，R1=R2(>、=、<)，其中R1是非線性電阻，R2是線性電阻。 8．已知電爐絲的電阻是44 Q，通過的電流是5 A，則電爐所加的電壓是220V。 9．電源電動勢E=4.5 V，內(nèi)阻r=0.5Ω，負載電阻R=4Ω，則電路中的電流I=1A，端電壓U=4V。 10．一個電池和一個電阻組成了最簡單的閉合回路。當負載電阻的阻值增加到原來的3倍時，電流變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒t原來內(nèi)、外電阻的阻值比為1：1。 11．通常把通過小電流的負載稱為小負載，把通過大電流的負載稱為大負載。 二、判斷題 1．導(dǎo)體的長度和截面都增大1倍，則其電阻值也增大1倍。 ( ) 2．電阻兩端電壓為10 V時，電阻值為10Ω；當電壓升至20 V，電阻值將變?yōu)?0Ω。 ( ) 3．導(dǎo)體的電阻永遠不變。 ( ) 4．當電源的內(nèi)阻為零時，電源電動勢的大小就等于電源端電壓。 ( √ ) 5．當電路開路時，電源電動勢的大小為零。 ( ) 6．在通路狀態(tài)下，負載電阻變大，端電壓就變大。 ( √ ) 7．在短路狀態(tài)下，端電壓等于零。 ( √ ) 8．在電源電壓一定的情況下，電阻大的負載是大負載。( ) 9．負載電阻越大，在電路中所獲得的功率就越大。 ( ) 三、選擇題 1．用電壓表測得電路端電壓為零，這說明( B )。 A．外電路斷路 B．外電路短路 C．外電路上電流比較小 D．電源內(nèi)電阻為零 2．電源電動勢是2 V，內(nèi)電阻是0.1Ω，當外電路斷路時，電路中的電流和端電壓分別是( A )。 A．O、2 V B．20 A、2 V C．20 A、O D．0、0 3．上題中當外電路短路時，電路中的電流和端電壓分別是( B )。 A．20 A、2 V B．20 A、O C．0、2 V D．0、0 四、計算題 1．有一燈泡接在220 V的直流電源上，此時電燈的電阻為484Ω，求通過燈泡的電流。 解：I===0.45（A） 答：通過燈泡的電流為0.45A。 2．某太陽能電池板不接負載時的電壓是600μV，短路電流是30μA，求這塊電池板的內(nèi)阻。 解：短路電流I===3010-6 r==20Ω 答：這塊電池板的內(nèi)阻為20Ω。 3．已知某電池的電動勢為1．65 V，在電池的兩端接有一個阻值為5Ω的電阻，測得電路中的電流為300 mA，求電池的端電壓和內(nèi)阻。 解：由I=得r= ==0.5Ω U=IR=30010-35=1.5V 答：電池的端電壓為1.5V，內(nèi)阻為0.5Ω。 4．如圖1—5所示，已知E=10 V，r=0.1Ω，R=99Ω。試求開關(guān)S在不同位置時電流表和電壓表的讀數(shù)。 解：開關(guān)S在1位置時電路處于通路狀態(tài)，電流表和電壓表的讀數(shù)為： I===1（A） UR=I*R=19.9=9.9（V） 開關(guān)S在2位置時電路處于開路狀態(tài)電流表和電壓表的讀數(shù) I==0（A） UR=E =10（V） 開關(guān)S在3位置時電路處于短路狀態(tài)電流表和電壓表的讀數(shù) I===100（A） UR=0（V） 答：開關(guān)S在不同位置時電流表和電壓表的讀數(shù)：1位置U=9.9V，I=1A；2位置U=10V，I=0A；3位置U=0V，I=100A。 5．某電源的外特性曲線如圖1—6所示，求此電源的電動勢E及內(nèi)阻r。 解：由I=得E=IR+Ir=U+Ir 有圖可得方程組： E=11+2r E=10+4r 解得：E=12V，r=0.5Ω 答：此電源的電動勢E=12V及內(nèi)阻r=0.5Ω。 五、實驗題 圖1—7所示為一個用電流表和電阻箱測定電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗電路，圖中R是電阻箱電阻。(1)簡要說明實驗步驟，寫出電動勢E和內(nèi)電阻r的計算公式。(2)某同學在實驗時記錄了以下數(shù)據(jù)：第一次，R1=9.4Ω，I1=0.2 A；第二次，R2=4.4Ω，I2=0.4 A。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，計算電動勢和內(nèi)電阻的測量值。(3)考慮一下，還可以設(shè)計出哪幾種測量電動勢和內(nèi)電阻的方法?畫出實驗電路圖。 解：（1）實驗步驟 1) 按圖連接好電路，將電阻箱電阻調(diào)節(jié)到一個特定值，接通開關(guān)s，從電流表讀出電流值后斷開開關(guān)。 2) 將電阻箱電阻調(diào)節(jié)到另一個特定值，接通開關(guān)s，從電流表讀出電流值后斷開開關(guān)。 3) 根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算：由I=得I1= I2=解得r= E=I1r+I1R1 (2) 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算： r===0.6Ω E=I1r+I1R1=0.20.6+0.29.4=2V （3）測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗電路圖如1-7-1 S斷開時從電壓表讀出的電壓值就是電動勢E，s閉合后測出電流，根據(jù)電阻R的值，由I=算出內(nèi)阻r 1—4 電功和電功率 一、填空題 1．電流所做的功，簡稱電功，用字母W表示，單位是焦耳（J）；電流在單位時間內(nèi)所做的功，稱為電功率，用字母P表示，單位是瓦特（W）。 2．電能的另一個單位是度，它和焦耳的換算關(guān)系為1度=3.6106J。 3．電流通過導(dǎo)體時使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)，所產(chǎn)生的熱量用字母Q表示，單位是焦耳（J）。 4．電流通過一段導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與時間成正比。 5．電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)，叫做額定工作狀態(tài)，也叫滿載；低于額定功率的額定狀態(tài)叫輕載；高于額定功率的工作狀態(tài)叫過載或超載，一般不允許出現(xiàn)過載。 6．在4 s內(nèi)供給6Ω電阻的能量為2 400 J，則該電阻兩端的電壓為60V。 7．若燈泡電阻為24Ω，通過燈泡的電流為100 mA，則燈泡在2 h內(nèi)所做的功是1728J，合4.810-4度。 8．一個220 V／100 W的燈泡，其額定電流為0.45A，電阻為484Ω。 二、判斷題 1．負載在額定功率下的工作狀態(tài)叫滿載。 (√) 2．功率越大的電器電流做的功越大。 () 3．把25 W／220 V的燈泡接在1 000 W／220 V的發(fā)電機上時，燈泡會燒壞。 () 4．通過電阻上的電流增大到原來的2倍時，它所消耗的功率也增大到原來的2倍。 () 5．兩個額定電壓相同的電爐，R1>R2，因為P=I2R，所以電阻大的功率大。 ( ) 三、選擇題 1．為使電爐上消耗的功率減小到原來的一半，應(yīng)使( C )。 A．電壓加倍 B．電壓減半 C．電阻加倍 D．電阻減半 2．12 V／6 W的燈泡，接入6 v電路中，通過燈絲的實際電流是( C )A。 A．1 B．0.5 C．0.25 D．0.125 3．220 V的照明用輸電線，每根導(dǎo)線電阻為1Ω，通過電流為10 A，則10 min內(nèi)可產(chǎn)生熱量(B )J。 A．1104 B．6104 C．6103 D．1103 4．1度電可供220 V／40 W的燈泡正常發(fā)光( D )h。 A．20 B．40 C．45 D. 25 四、問答題 1．為什么燈在夜深人靜時要比在晚上七、八點鐘時亮? 答：因為用戶的照明燈具均為并聯(lián)，供電變壓器的內(nèi)阻r可以認為不變，由U=E-Ir可知，在晚上七、八點鐘為用電高峰，電流I最大，則U最小，由P=U2/R，并聯(lián)燈泡的實際功率減小，亮度降低。而在夜深人靜時，用電低峰，電流較小，變壓器端電壓較高，并聯(lián)燈泡的實際功率增大，亮度就高。 2．有人說“電流大功率就大”，這種說法正確嗎?試舉出一個例子證明。 答：不準確。因為P=UI當I很大時，U卻很小，則P也不大。如電流互感器。 五、計算題 1.一個電阻為1 210Ω的電烙鐵，接在220 V的電源上，使用2 h能產(chǎn)生多少熱量? 解：Q=t=23600=2.88105（J） 答：使用2 h能產(chǎn)生2.88105熱量 2．如圖1—8所示，E=220 V，負載電阻R為219Ω，電源內(nèi)阻r為1Ω，試求：負載電阻消耗的功率P負、電源內(nèi)阻消耗的功率P內(nèi)及電源提供的功率P。 解：I===1（A） P負=I2R=12219=219（W） P內(nèi)=I2r=121=1（W） P=EI=2201=220（W） 答：負載電阻消耗的功率P負=219W、電源內(nèi)阻消耗的功率P內(nèi)=1W及電源提供的功率P=220W。 3．兩個長度相同且均由圓截面銅導(dǎo)線制成的電阻器，接在相同的電壓上，已知一種銅導(dǎo)線的直徑為另一種銅導(dǎo)線直徑的2倍，試求兩個電阻器所消耗的功率比。 解：∵D1:D2=2 R=ρ S=πr2=πD2 R=ρ=ρ R1:R2=1:4 由因為電壓U相同 P=U2/R 所以P1：P2=4：1 答：兩個電阻器所消耗的功率比4：1。 4．如圖1—9所示，燈HLl的電阻為5Ω，HL2的電阻為4Ω，S1合上時燈泡HLl的功率為5 W，S1分斷、S2合上時燈泡HL2的功率為5.76 W，求E和r0。 解：因為P=I2R S1合上時P1=I12R1 5= I125 I1=1A 同理S1斷開S2合上時P2=I22R2 5.76= I224 I2=1.2A 由I=得方程組如下： I1= I2= 解得：r===1Ω E=I1R1+I1r=15+11=6V 答：E=6V和r0=1Ω 5．一電解槽兩極間的電阻為0.1Ω，若在兩極間加25 V的電壓，通過電解槽的電流為10 A，求：(1)1 min內(nèi)，電解槽共從電路吸收多少電能?(2)其中轉(zhuǎn)化為熱能的電能有多少? 解：電解槽共從電路吸收電能 W=UIt=2510160=15000（J） 其中轉(zhuǎn)化為熱能的電能有 Q=I2Rt=1020.1160=600(J) 答：1 min內(nèi)，電解槽共從電路吸收15000J電能，其中轉(zhuǎn)化為熱能的電能有600J。