高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案.doc
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)含解析
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.手电筒里的两节干电池(串联)用久了,灯泡发出的光会变暗,这时我们会以为电池没电了。
但有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。
设一节新电池的电动势E 1=1.5V ,内阻r 1=0.3Ω;一节旧电池的电动势E 2=1.2V ,内阻r 2=4.3Ω。
手电筒使用的小灯泡的电阻R =4.4Ω。
求:(1)当使用两节新电池时,灯泡两端的电压;(2)当使用新、旧电池混装时,灯泡两端的电压及旧电池的内阻r 2上的电压;(3)根据上面的计算结果,分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。
【答案】(1)2.64V ;(2)1.29V ;(3)不妥当。
因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2(或其消耗的电压大于其提供的电压),灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时,电流11A 2=20.6E I R r =+ 灯泡两端的电压 2.64V U IR ==(2)一新、一旧电池串联时,电流12120.3A =E E I R r r =+'++ 灯泡两端的电压 1.32V U I R '='=旧电池的内阻r 2上的电压2 1.29V r U I r ='=(3)不妥当。
因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2(或其消耗的电压大于其提供的电压),灯泡的电压变小。
2.在如图所示的电路中,电阻箱的阻值R 是可变的,电源的电动势为E ,电源的内阻为r ,其余部分的电阻均可忽略不计。
(1)闭合开关S ,写出电路中的电流I 和电阻箱的电阻R 的关系表达式;(2)若电源的电动势E 为3V ,电源的内阻r 为1Ω,闭合开关S ,当把电阻箱R 的阻值调节为14Ω时,电路中的电流I 为多大?此时电源两端的电压(路端电压)U 为多大?【答案】(1) E I R r=+ (2)0.2A 2.8V 【解析】【详解】 (1)由闭合电路的欧姆定律,得关系表达式:E I R r=+ (2)将E =3V ,r =1Ω,R =14Ω,代入上式得:电流表的示数I =3A 141+=0.2A 电源两端的电压U=IR =2.8V3.如图所示,金属导轨平面动摩擦因数µ=0.2,与水平方向成θ=37°角,其一端接有电动势E =4.5V ,内阻r =0.5Ω的直流电源。
物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇及解析
物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路中,19ΩR =,230ΩR =,开关S 闭合时电压表示数为11.4V ,电流表示数为0.2A ,开关S 断开时电流表示数为0.3A ,求: (1)电阻3R 的值. (2)电源电动势和内电阻.【答案】(1)15Ω (2)12V 1Ω 【解析】 【详解】(1)由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据欧姆定律则有:21123()IR U I R IR R =++ 解得:315ΩR =(2) 由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据闭合电路的欧姆定律则有:213()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时,根据闭合电路的欧姆定律则有:212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+联立解得:12V E =1Ωr =2.如图所示的电路中,电源电动势E =12 V ,内阻r =0.5 Ω,电动机的电阻R 0=1.0 Ω,电阻R 1=2.0Ω。
电动机正常工作时,电压表的示数U 1=4.0 V ,求: (1)流过电动机的电流; (2)电动机输出的机械功率; (3)电源的工作效率。
【答案】(1)2A ;(2)14W ;(3)91.7% 【解析】 【分析】 【详解】(1)电动机正常工作时,总电流为I =11U R = 2A (2)电动机两端的电压为U =E -Ir -U 1=(12-2×0.5-4.0) V =7 V电动机消耗的电功率为P 电=UI =7×2 W =14 W电动机的热功率为P 热=I 2R 0=22×1 W =4 W电动机输出的机械功率P 机=P 电-P 热=10 W(3)电源释放的电功率为P 释=EI =12×2 W =24 W有用功率P 有=2122W UI I R +=电源的工作效率=91.7%P P η=有释3.电源的电动势为4.8V 、外电阻为4.0Ω时,路端电压为4.0V 。
闭合电路欧姆定律练习题
IO 1 23 闭合电路欧姆定律例题与练习例1 已知如图,E =6V ,r =4Ω,R 1=2Ω,R 2的变化范围是0-10Ω。
求:①电源的最大输出功率;②R 1上消耗的最大功率; ③R 2上消耗的最大功率。
例2 直线OAC 为某一直流电源的总功率P 随电流I 变化的图线,抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图线,若A 、B 对应的横坐标为2A,那么线段AB 表示的功率为 __W,I=2A 时对应的外电阻是 Ω. 课堂训练1、右图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系,图线②表示其输出功率一电流关系.该电池组的内阻为_____Ω.当电池组的输出功率为120W 时,电池组的输出电压是_____V .2、如图所示,R 为电阻箱,V为 E理想电压表.当电阻箱读数为R 1=2Ω时,电压表读数为U 1=4V ;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V .求:(1)电源的电动势E 和内阻r 。
(2)当电阻箱R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值P m 为多少?例3 如图所示,电源电动势为E ,内电阻为r .当滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端时,发现电压表V 1、ΔU 1和ΔU 2,下列说法中正确的是A.小灯泡L 1、L 3变暗,L 2变亮B.小灯泡L 3变暗,L 1、L 2变亮C. ΔU 1<ΔU 2D.ΔU 1>ΔU 2 3、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P 向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?例4.已知如图,电源内阻不计。
为使电容器的带电量增大,可采取以下哪些方法:( )A.增大R 1B.增大R 2C.增大R 3D.减小R 14.如图所示的电路中,已知电容C 1=C 2,电阻R 1﹥R 2,电源内阻可忽略不计,当开关S 接通时,以下说法中正确的有 ( )A 、C 1的电量增多,C 2的电量减少B 、C 1的电量减少,C 2的电量增多C 、C 1、C 2的电量都增多D 、C 1、C 2的电量都减少5、如图所示,电源电动势ε=12伏,内阻r=1欧,电阻R 1=3欧,R 2=2欧,R 3=5欧,电容器的电容量C 1=4μF,C 2=1μF,求C 1、C 2所带电量。
高考物理一轮复习专项训练—闭合电路的欧姆定律(含解析)
高考物理一轮复习专项训练—闭合电路的欧姆定律(含解析)1.(2022·江苏卷·2)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,R4=4 Ω,电源电动势E=12 V,内阻不计,四个灯泡中消耗功率最大的是()A.R1B.R2C.R3D.R42.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示,其工作原理如图乙所示,传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法中正确的是()A.电压表的示数变大,电流表的示数变小B.电压表的示数变小,电流表的示数变小C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越大D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变3.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表和电流表的读数都增大,电压表和电流表均为理想电表,则可能出现了下列哪种故障()A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路4.如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片P向右端移动时,下列说法中正确的是()A.电源的输出功率一定变小B.电压表V1的读数变小,电流表A1的读数变小C.电压表V2的读数变大,电流表A2的读数变小D.电压表V2的读数变小,电流表A2的读数变小5.将一电源与一电阻箱连接成闭合电路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知()A.电源最大输出功率可能大于45 WB.电源内阻等于5 ΩC.电源电动势为45 VD.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%6.(2023·四川内江市第六中学月考)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的U-I图线.将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么()A .电源a 、b 电动势一样大,b 内阻较大B .R 接到电源a 上,电路中的电流较小C .R 接到电源b 上,电源的输出功率较大D .R 接到电源b 上,电源效率较高7.(2023·江苏淮安市车桥中学高三测试)如图所示电路,电源内阻为r ,两相同灯泡L 1、L 2 电阻均为R ,D 为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表.闭合S 后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动.现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表V 1、V 2 示数变化量绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2 ,电流表示数变化量绝对值为ΔI ,则下列说法中错误的是( )A .两灯泡逐渐变亮B .油滴将向下运动 C.ΔU 2ΔI=R +r D .ΔU 2>ΔU 18.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图像(电池内阻不是常量),图线b 是某电阻R 的U -I 图像.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为( )A .5.5 ΩB .7.0 ΩC.12.0 Ω D.12.5 Ω9.(多选)(2023·河南三门峡市外国语高级中学高三检测)如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,L为小灯泡,R为滑动变阻器,V为理想电压表.现闭合开关S,将滑动变阻器R的滑动触头P从a端向b端滑动.已知小灯泡电阻和电源内阻相等,则下列说法中正确的是()A.电压表示数先变小后变大B.小灯泡L先变暗后又变亮C.电源的输出功率先变小后变大D.电源的效率先减小后增大10.(2023·河北邯郸市模拟)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,R0=3 Ω,R1=7.5 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,电容器的电容C=2 μF.开始时开关S处于闭合状态,则下列说法正确的是()A.开关S闭合时,电容器上极板带正电B.开关S闭合时,电容器两极板间电势差是3 VC.将开关S断开,稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10-6 CD.将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10-6 C11.在如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片P从最左端滑至最右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:(1)电源的电动势和内阻;(2)定值电阻R2的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值.12.如图所示,电源电动势E=2 V,内阻r=1 Ω,电阻R0=2 Ω,滑动变阻器的阻值范围为0~10 Ω.求滑动变阻器的阻值为多大时,R上消耗的功率最大,最大值为多少?1.A 2.D 3.A 4.C 5.B 6.A7.B [滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,总电阻减小,回路中电流变大,两灯泡变亮,选项A 正确;总电流增大,故内电压增大,所以外电压减小,即V 1的示数减小,而L 1两端的电压变大,所以L 2与滑动变阻器部分的电压之和减小,所以V 2的示数及电容器板间电压变小,应放电,但二极管的单向导电性使电荷不能放出,Q 不变,则由C =Q U =εr S4πkd 和E =U d 得E =4πkQ εr S ,可知E 不变,油滴静止不动,选项B 错误;把L 1的电阻R 看作电源内阻一部分,ΔU 2就是R +r 两端电压的增加量,则ΔU 2ΔI =R +r ,选项C 正确;由闭合电路欧姆定律可得ΔU 1ΔI=r ,所以ΔU 2>ΔU 1,选项D 正确.]8.A [由闭合电路欧姆定律得U =E -Ir ,当I 1=0时,E =U 1,由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E =3.6 V ,组成闭合回路时,根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压为U 2=2.5 V ,电流为I 2=0.2 A ,则硅光电池的内阻为r =E -U 2I 2=3.6-2.50.2Ω=5.5 Ω,故A 正确.]9.BC [由电路结构可知,滑动变阻器R 的滑动触头P 两边的电阻并联,则当P 从a 端向b 端滑动时,电路的总电阻先变大后变小,则干路电流先变小后变大,故小灯泡L 先变暗后又变亮,选项B 正确;由U =E -Ir 可知路端电压先变大后变小,即电压表的示数先变大后变小,选项A 错误;因为小灯泡电阻和电源内阻相等,电路的总电阻先变大后变小,结合电源输出功率随外电路电阻变化图像可知,当内、外电阻相等时电源输出功率最大,则电源的输出功率先变小后变大,选项C 正确;电源的效率η=IUIE ×100%=R 外R 外+r×100%=11+rR 外×100%,外电路总电阻越大,电源的效率越高,故电源的效率先增大后减小,选项D 错误.] 10.D [开关S 闭合时的等效电路图如图甲所示,电容器C 两端电压等于R 3两端电压U 3,已知电路总电阻R =(R 2+R 3)R 1R 2+R 3+R 1+r =4 Ω,由闭合电路欧姆定律可知干路电流I =ER =1.5 A ,路端电压U =E -Ir =4.5 V ,则U 3=R 3R 2+R 3U =1.8 V ,此时电容器所带电荷量Q 1=CU 3=3.6×10-6 C ,且上极板带负电,下极板带正电,故A 、B 错误.开关S 断开时的等效电路图如图乙所示,稳定后电容器C 两端电压等于R 2两端电压U 2,此时U 2=E R 2+R 3+r R 2=3 V ,电容器所带电荷量Q 2=CU 2=6×10-6 C ,且上极板带正电,下极板带负电,故通过R 0的电荷量Q =Q 1+Q 2=9.6×10-6 C ,故C 错误,D 正确.]11.(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率的绝对值等于电源的内阻,则内阻r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =16-40.8-0.2Ω=20 Ω电源的电动势为E =U +Ir取电压U 1=16 V ,电流I 1=0.2 A , 代入解得E =20 V(2)当滑片P 滑到最右端时,R 1被短路,外电路的电阻最小,电流最大.此时电压U 2=4 V ,电流I 2=0.8 A ,则定值电阻R 2=U 2I 2=5 Ω(3)当滑片P 滑到最左端时,滑动变阻器阻值最大,外电阻最大,电流最小,此时路端电压U 1=16 V , 电流I 1=0.2 A ,外电路总电阻为R =U 1I 1=80 Ω又R =R 2+R 1R 3R 1+R 3,代入解得R 3=300 Ω.12.23 Ω 23W 解析 方法一 由公式P R =U 2R,根据闭合电路的欧姆定律,路端电压U =E ·R 0R R 0+R r +R 0R R 0+R =ER 0R rR 0+rR +RR 0,所以P R =E 2R 02R (rR 0+rR +R 0R )2,代入数据整理得P R=164R +9R +12W ,当R =23 Ω时,R 上消耗的功率最大,P R max =23W.方法二 采用等效电源法分析,把电阻R 0等效到电源的内部,即把电源和电阻R 0看作等效电源,即电动势为E ′=R 0R 0+r E 、内阻为r ′=R 0r R 0+r 的电源,当R =r ′=R 0r R 0+r 时,电源对外电路R 的输出功率最大,为P R max =E ′24r ′.把数值代入各式得E ′=R 0R 0+r E =43 V ,r ′=R 0rR 0+r =23 Ω,所以R =23 Ω,P R max =E 等24r 等=23W.。
高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案
高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路,A 、B 两点间接上一电动势为4V 、内电阻为1Ω的直流电源,三个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF ,电流表内阻不计,求: (1)闭合开关S 后,电容器所带电荷量; (2)断开开关S 后,通过R 2的电荷量。
【答案】(1)6.4×10-5C ;(2)53.210C -⨯ 【解析】 【分析】 【详解】(1)当电键S 闭合时,电阻1R 、2R 被短路,据欧姆定律得电流表的读数为34A 0.8A 14E I r R ===++ 电容器所带电荷量653320100.84C 6.410C Q CU CIR --=⨯⨯⨯=⨯==(2)断开电键后,电容器相当于电源,外电路1R 、2R 并联后与3R 串联,由于各个电阻相等,则通过2R 的电荷量为513.210C 2Q Q -==⨯'2.如图所示的电路中,当开关S 接a 点时,标有“5V ,2.5W”的小灯泡正常发光,当开关S 接b 点时,标有“4V ,4W”的电动机正常工作.求电源的电动势和内阻.【答案】6V ,2Ω 【解析】 【详解】当开关接a 时,电路中的电流为I 1=11P U =2.55A=0.5A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 1+I 1r当开关接b 时,电路中的电流为I 2=22P U =44A=1A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 2+I 2r联立解得E =6V r =2Ω.3.如图所示的电路中,电源电动势E =12 V ,内阻r =0.5 Ω,电动机的电阻R 0=1.0 Ω,电阻R 1=2.0Ω。
电动机正常工作时,电压表的示数U 1=4.0 V ,求: (1)流过电动机的电流; (2)电动机输出的机械功率; (3)电源的工作效率。
【答案】(1)2A ;(2)14W ;(3)91.7% 【解析】 【分析】 【详解】(1)电动机正常工作时,总电流为I =11U R = 2A (2)电动机两端的电压为U =E -Ir -U 1=(12-2×0.5-4.0) V =7 V电动机消耗的电功率为P 电=UI =7×2 W =14 W电动机的热功率为P 热=I 2R 0=22×1 W =4 W电动机输出的机械功率P 机=P 电-P 热=10 W(3)电源释放的电功率为P 释=EI =12×2 W =24 W有用功率P 有=2122W UI I R +=电源的工作效率=91.7%P P η=有释4.电源的电动势为4.8V 、外电阻为4.0Ω时,路端电压为4.0V 。
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)
而电流关系:
所以
由
代入数据得,
9.如图,电源电动势ε=10V,内阻不计,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.
(1)闭合电键S,求稳定后通过R1的电流.
(2)然后将电键S断开,求这以后流过R1的总电量
【答案】(1)1A (2)1.2×10-4C
【解析】
【详解】
(1)闭合开关S,当电路达到稳定后,电容器相当于开关断开,根据闭合电路欧姆定律得:
【答案】18 V;减少了3.6×10-5C
【解析】
【详解】
在电路中电容器C1、C2相当于断路.当S断开时,电路中无电流,B、C等势,A、D等势,因此UAB=U=18 V.
当S闭合时,R1和R2串联,C1两端的电压等于R1两端电压,C2两端的电压为R2两端电压,C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手.
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)
一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律
1.平行导轨P、Q相距l=1m,导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d=10mm,定值电阻R1=R2=12 Ω,R3=2 Ω,金属棒ab的电阻r=2 Ω,其他电阻不计.磁感应强度B=0.5T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间,质量m=1×10-14kg,电荷量q=-1×10-14C的微粒恰好静止不动.取g=10m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好.且速度保持恒定.试求:
【解析】
【详解】
(1)当R1=2.0Ω时,闭合回路电流I为:
代入数据解得:I=0.5A
所以PR0=I2R0=0.52×9=2.25W;
(2)当R1=2.0Ω时,UR1=IR1=1V
闭合电路欧姆定律(附答案)
闭合电路欧姆定律配题徐刚1. 关于闭合电路,下列说法中正确的是A.闭合电路中,电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B.闭合电路中,电源的路端电压越大,电源的输出功率就越大C.闭合电路中,电流越大,电源的路端电压就越大D.闭合电路中,外电阻越大,电源的路端电压就越大2. 用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电,下列判断中正确的是①电源短路时,路端电压为零,电路电流达最大值②外电路断开时,电路电压为零,路端电压也为零③路端电压增大时,流过电源的电流一定减小④路端电压增大时,电源的效率一定增大A.①B.①③C.②④D.①③④3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是A.0.10 VB.0.20 VC.0.30 VD.0.40 V4.在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r0,设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U0,当R5的滑动触点向图中a端移动时,A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小5.如图1—30—2所示,直线A为电源的U—I图线,直线B为电阻R的U—I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电路的总功率分别是A.4 W、8 WB.2 W、4 WC.4 W、6 WD.2 W、3 W6.如图所示,电源E的电动势为3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3.0 V,额定功率为4.5 W,当电键S接位置1时,电压表的读数为3 V,那么当电键S接到位置2时,小灯泡L的发光情况是A.很暗,甚至不亮B.正常发光C.比正常发光略亮D.有可能被烧坏7.如图1—30—4所示的电路中,闭合电键S后,灯L1和L2都正常发光,后来由于某种故障使灯L2突然变亮,电压表读数增加,由此推断,这故障可能是A.L1灯灯丝烧断B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器被击穿短路8.如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线.抛物线OBC为同一直流电源内部热功率P r随电流I变化的图线.若A、B的横坐标为1 A,那么AB线段表示的功率等于A.1 WB.3 WC.2 WD.2.5 W9.在如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r .设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U .当R3滑动触点向图中a端移动,则A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小10.调整如图所示电路的可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,在这个过程中A.通过R1的电流增加,增加量一定等于ΔU/R1B.R2两端的电压减小,减少量一定等于ΔU12C.通过R 2的电流减小,但减少量一定小于ΔU /R 2D.路端电压增加,增加量一定等于ΔU11.如图所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中A.电阻R 中没有电流B.电容器的电容变小C.电阻R 中有从a 流向b 的电流D.电阻R 中有从b 流向a 的电流12.某闭合电路的路端电压U 随外电阻R 变化的图线如图1—30—6所示,则电源的电动势为_______,内电阻为_______,当U =2 V 时,电源的输出功率为_______.13.在如图所示的电路中,电源的内阻不可忽略不计,已知R 1=10 Ω,R 2=8 Ω.S 与1连接时,电流表的示数为0.2 A ;将S 切换到2时,可以确定电流表的读数范围是_______.14.如图所示,电路中电阻R 1=8 Ω,R 2=10 Ω,R 3=20 Ω,电容器电容C =2 μF ,电源电动势E =12 V ,内电阻r 不计,开关S 闭合,当滑动变阻器的阻值R 由2 Ω变至22 Ω的过程中,通过A 2的电荷量是_______,A 1的读数变化情况是_______(选填“增大”“减小”“先增后减”“先减后增”).15.如图所示的电路中,电池的电动势E =9.0 V ,内电阻r =2.0 Ω,固定电阻R 1=1.0 Ω,R 2为可变电阻,其阻值在0~10 Ω范围内调节,问:取R 2=______时,R 1消耗的电功率最大.取R 2=_______时,R 2消耗的电功率最大.16.如图所示,变阻器R 2的最大电阻是10 Ω,R 3=5 Ω,电源的内电阻r =1 Ω,当电键S 闭合,变阻器的滑片在中点位置时,电源的总功率为16 W ,电源的输出功率为12 W.此时电灯R 1正常发光,求:(1)电灯阻值R 1是多少?(设R 1阻值恒定不变)(2)当电键S 断开时,要使电灯正常工作,应使变阻器的电阻改变多少?17.(12分)如图1—30—11所示的电路中,电源由6个电动势E 0=1.5 V 、内电阻r 0=0.1 Ω的电池串联而成;定值电阻R 1=4.4 Ω,R 2=6 Ω,R 2允许消耗的最大电功率为P m =3.375 W ,变阻器开始接入电路中的电阻R 3=12 Ω,求:(1)开始时通过电池的电流多大?电源的输出功率多大?(2)要使R 2实际消耗的功率不超过允许的最大值,可变电阻R 3的取值范围是什么?18.(12分)“加速度计”作为测定物体加速度的仪器,已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中,如图所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A 、B 固定在待测系统上,滑块穿在A 、B 间的水平光滑杆上,并用轻弹簧固接于支架A 上,其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架发生位移,并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.已知滑块质量为m ,弹簧劲度系数为k ,电源电动势为E ,内电阻为r ,滑动变阻器总阻值R =4r ,有效总长度为L .当待测系统静止时,滑动臂P 位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U 0=0.4E .取AB 方向为参考正方向.(1)写出待测系统沿AB 方向做变速运动的加速度a 与1、2两接线柱间的输出电压U 间的关系式.3(2)确定该“加速度计”的测量范围.参考答案1.D2.D3.D4.D5.C 从图中可知E =3 V ,图线A 和图线B 的交点是电源和电阻R 构成电路的工作点,因此P出=UI =4 W ,P 源=EI =6 W.6.A S 接1时,由E =U +Ir 得r =2 Ω.R L =U 额2/P 额=2 Ω,故S 接2时,U L =rR E L +· R L = 1.6 V<3.0 V ,故灯很暗,此时电路中电流I ′=0.8 A ,有可能超过电源的额定电流,使电源烧毁导致灯不亮.7.B8.C P AB =P A -P B .表示电源的输出功率.C 点表示电源处于短路状态,P 源=P 内. 9.D 10.AC 11.BC12.3.0 V;1 Ω;2.0 W 13.0.2 A <I 2<0.25 A.I 2=)821(2.0)(2112rR r R r I R r E ++=++=+A ,而0<r <∞,从而可确定I 2的范围.14.1.28×10-5 C;减小15.0;3.0 Ω.当R L =0时,电路中电流最大,R 1消耗的电功率最大;电源进行等效变换,保持电源电动势E 不变,将固定电阻R 1归并到内电路,等效内电阻r ′=r +R 1,当R 2=R 1+r 时,电源输出功率最大.16.(1)2.5 Ω;(2)1.5 Ω17.(1)1 A 8.4 W;(2)0≤R 3≤30 Ω,第(2)问可将R 1归为内电路,利用等效电源进行处理.18.(1)设待测系统沿AB 方向有加速度a ,则滑块将左移x ,满足kx =ma ,此时U 0-U =rR R E +',而R ′=Lrx R Lx 4=.故有 a =mEU E kL mErr R U U kL 4)4.0(54))((0-=+-.(2)当待测系统静止时,滑动臂P 位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U 0=0.4E ,故输出电压的变化范围为0≤U ≤2U 0,即0≤U ≤0.8E ,结合(1)中导出的a 与U 的表达式,可知加速度计的测量范围是-mkL 2≤a ≤mkL 2.。
物理欧姆定律专题练习(及答案)含解析
物理欧姆定律专题练习(及答案)含解析一、欧姆定律选择题1.在综合实践活动课上,小明把一只用半导体材料制成的电阻R x与滑动变阻器R串联接在电压恒为6V的电路中,如图甲所示.闭合开关,滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中,电流表和电压表示数变化情况如图乙所示,针对该实验过程,下列结果正确的是()A. R x是定值电阻,其阻值为6ΩB. 电路消耗的最小功率为0.6WC. 滑动变阻器的最大阻值为50ΩD. 当P从a端移向b端时,R x的阻值变大【答案】 B【解析】【解答】由电路图可知,电阻R x与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;当滑动变阻器的滑片P位于a端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路总电阻最大,电路中的电流最小,由图象可知,最小电流I最小=0.1A,电路消耗的功率最小:P最小=UI最小=6V×0.1A=0.6W,故B正确.当电路中的电流最小时,对应电压表示数U滑=4.5V,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值:,故C错误.根据串联电路电压规律可知,电阻R x两端的电压:Ux=U-U滑=6V-5.0V=1V,此时R x的阻值:当滑动变阻器的滑片P位于b端,滑动变阻器接入电路的阻值为零,电路总电阻最小,电路中的电流最大,由图象可知,最大电流I最大=1.0A,则电阻R x两端的电压:U x′=U=6V,此时R x的值由上述可知,R x不是定值电阻,故A错误.当P从a端移向b端时,R x的阻值变小,故D错误.故答案为:B.【分析】分析电路图确定滑动变阻器和R x的连接方式及电压表所测的电压,分析出滑片在a端和b端时滑动变阻器应用的阻值,由图象乙确定出对应的电流值,由欧姆定律和电功率的公式进行计算即可解答.2.有两只分别标有”6V3W“和”9V3W“的小灯泡L1、L2,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()A. L1和L2正常工作时的电流一样大B. L1和L2串联在一起同时使用时,两灯一样亮C. L1和L2并联在一起同时使用时,两灯消耗的功率一样大D. 将L1串联在一个12Ω的电阻,接在电源电压为12V的电路中,L1也能正常发光【答案】D【解析】【解答】解:A.由P=UI可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:I1= = =0.5A,I2= = = A,所以两灯泡正常发光时的电流不一样,故A错误;B.由P=UI= 可得,两灯泡的电阻分别为:R1= = =12Ω,R2= = =27Ω,两灯泡串联时通过的电流相等,但灯泡的电阻不同,由P=I2R可知,两灯泡的实际功率不相等,亮度不同,故B错误;C.L1和L2并联在一起同时使用时,它们两端的电压相等,但灯泡的电阻不同,由P= 可知,两灯泡消耗的电功率不相等,故C错误;D.将L1串联在一个12Ω的电阻时,电路中的总电阻R总=R1+R=12Ω+12Ω=24Ω,电路中的电流I= = =0.5A,因电路中的电流和灯泡L1正常发光时的电流相等,所以L1能正常发光,故D正确.故选D.【分析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出两灯泡的正常发光时的电流,然后比较两者的关系;(2)根据P=UI= 求出两灯泡的电阻,根据串联电路的电流特点和P=I2R比较两灯泡的实际功率关系,实际功率大的灯泡较亮;(3)L1和L2并联在一起同时使用时,它们两端的电压相等,根据P= 比较两灯泡消耗的电功率关系;(4)将L1串联在一个12Ω的电阻时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,然后与灯泡L1正常发光时的电流相比较判断其是否能正常发光.3.如图所示的电路,闭合开关S,当滑片P向左移动时,不考虑灯丝电阻受温度影响.下列说法正确的是()A. 小灯泡变亮B. 电流表示数变大C. 电压表示数变小D. 电路的总功率不变【答案】D【解析】【解答】解:因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,接入电路中的电阻不变,此时灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑片右侧部分两端的电压,电流表测电路中的电流,由I= 可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变,故B错误;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率不变,亮暗不变,故A错误;由P=UI可知,电路的总功率不变,故D正确;当滑片P向左移动时,电压表并联部分的电阻变大,由U=IR可知,电压表的示数变大,故C错误.故选D.【分析】根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知滑片移动时接入电路中的电阻不变,此时灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑片右侧部分两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,进一步判断亮暗的变化,根据P=UI可知电路总功率的变化,根据滑片的移动可知滑片右侧部分电阻的变化,根据欧姆定律可知电压表示数的变化.4.对于某一确定的导体,影响该导体电流大小的物理量是()A. 通电时间B. 电荷量C. 电压D. 质量【答案】 C【解析】【解答】解:(1)由欧姆定律可知,对于某一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,所以对于某一确定的导体,通过导体电流大小决定于导体两端的电压,故C正确;(2)导体电阻和电压决定了通过导体的电流大小,即在一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少,电流的大小与质量无关,故ABD错误.故选C.【分析】对于某一导体,电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析选择.5.在如图所示电路中,电源电压相同且不变,电路元件均完好,电流表A1的示数比A2大,下列方案中有可能使两电流表示数相同的有()方案:①用一个更小的电阻替换R3②将如图(a)中的R2与(b)中的R1互换③用一个更大的电阻替换R2④将如图(a)中的R1与(b)中的R3互换A. 0个B. 1个C. 2个D. 3个【答案】C【解析】【解答】a图R1、R2并联,电流表A1在干路上,b图R1、R3串联,电源电压相同且不变,电流表A1的示数比A2大,要使两电流表示数相同,可以减小A1的示数或者增大A2的示数,根据欧姆定律可知,可以用一个更小的电阻替换R3或者用一个更大的电阻替换R2,故①③符合题意;因R1、R2、R3的大小未知,故②④不确定。
闭合电路欧姆定律习题(含答案)
闭合电路欧姆定律一、多项选择1、如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为△U1和△U2,下列说法正确的是()A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.△U1<△U2 D.△U1>△U22、在如图所示的电路中,灯炮L的电阻大于电源的内阻r,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是()A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小,电压表读数变大3、如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,干电池内阻不可忽略.当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法正确的是()A.灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗B.灯多时各灯两端电压较低C.灯多时通过电池的电流较小D.灯多时通过各灯的电流较大4、如图所示,在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中,理想电压表、电流表的示数将发生变化,电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2,已知电阻R大于电源内阻r,则()A.电流表A的示数增大B.电压表V2的示数增大C.电压表V1的示数增大D.△U1大于△U25、在如图所示的电路中,和均为定值电阻,当的滑动触头在a端时合上开关S,此时二个电流表和电压表V 的示数分别为和U ,电源的发热功率为,电源的输出功率为,定值电阻上消耗的功率为。
现将的滑动触头向b 端移动,则三个电表的示数及功率、、的变化情况是()A.增大,不变,U增大B.减小,增大,U减小C.可能增大,一定减小D.一定增大,一定增大6、一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计,当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I,电动车的质量为m,电动车受到的阻力是车重的k倍,忽略电动观光车内部的摩擦,则( )A. 电动机的内阻为R =B. 电动机的内阻为R =-C. 如果电动机突然被卡住而停止转动,则电源消耗的功率将变大D. 如果电动机突然被卡住而停止转动,则电源消耗的功率将变小二、单项选择题7、如图所示闭合电路中,当滑动变阻器R2触头向上滑动时,则电表示数的变化情况是()A.V和A均增大 B.V和A均减小C.V增大,A减少 D.V减小,A增大8、在“测定电源电动势和内阻”的实验中,针对两个不同的电源得出如图所示的1、2两条图线,则两个电源的电动势E1和E2、内阻r1和r2满足关系()A. E1>E2,r1>r2 B. E1>E2,r1<r2C. E1<E2,r1>r2 D. E1<E2,r1<r29、如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则()A.电压表读数减小B.电流表读数减小C.质点P将向上运动 D. R3上消耗的功率逐渐增大三、实验,探究题11、某同学利用图甲所示电路,探究电源在不同负载下的输出功率.依据所得实验数据,绘出了如图乙所示的U﹣I的图象.(1)电流I=0.60A 时电源的输出功率为 W.(保留两位有效数字)(2)当变阻器电阻为Ω时,电源的输出功率最大.12、某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r.由于该电池的内阻r较小,因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0.(1)按照图甲所示的电路图,将图乙所示的实物连接成实验电路.(2)闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读出电压表相应的示数,并计算出通过电阻箱的电流数值如表所示:在图丙所示的坐标纸中作U﹣I图线.R/Ω40.00 12.00 8.00 6.00U/V 1.90 1.66 1.57 1.43I/A 0.047 0.138 0.196 0.238 四、计算题13、如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,当接入固定电阻R=4Ω时,电路中标有“3V,4.5W”的灯泡L和线圈电阻r′=1Ω的小型直流电动机都恰能正常工作,求:(1)电路中的电流强度为多大?(2)电动机的总功率多大?(3)电动机的机械功率多大?14、如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2 Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5 Ω时,电压表读数为U2=5 V.求:(1)电源的电动势E和内阻r;(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值P m为多少?15、如图所示,电源电动势E=10V,内电阻r=2Ω,R1=28Ω,R2=20Ω,R3=60Ω,电容C=4×10﹣8F,试求:(1)开关S断开稳定后,电容器所带电量.(2)再突然闭合S,求S闭合后,通过R3的电量.(3)从图线得到E=V,r=Ω.参考答案一、多项选择1、BD2、BD3、AB4、ACD5、BD6、BC二、选择题7、B8、D9、A10、A三、实验,探究题11、考点:电功、电功率;闭合电路的欧姆定律.版权所有专题:恒定电流专题.分析:根据U﹣I图线得出电流为0.60A时电压的大小,从而根据P=UI求出输出功率的大小.当外电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大,结合U﹣I图线得出内电阻的大小,从而得出输出功率最大时变阻器的阻值.解答:解:(1)当I=0.60A时,输出电压U=1.5V,则电源的输出功率为:P=UI=1.5×0.60W=0.90W.(2)电源的内电阻r==0.92Ω,当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,则R=0.92Ω.故答案为:0.90;0.92.点评:解决本题的关键知道当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,要求同学们能根据图象读出有效信息,难度不大,属于基础题.12、考点:测定电源的电动势和内阻.专题:实验题.分析:(1)根据电路图连接实物电路图.(2)应用描点法作出图象.(3)根据图示电源U﹣I图象求出电源电动势与内阻.解答:解:(1)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:(3)由图示电源U﹣I图象可知,图象与电压轴的交点坐标值为2.0,则电源电动势E=2.0V;图象斜率绝对值等于电源内阻与保护电阻阻值之和,则k=r+R0===2.4Ω,电源的内阻r=k﹣R0=2.4Ω﹣2.0Ω=0.4Ω;故答案为:(1)如图所示;(2)如图所示;(3)2.0;0.4.点评:本题考查了连接实物电路图、作图象、求电源电动势与内阻,应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法,定值电阻串入电路一方向保护电源,同时扩大电源的内阻.同时电源的路端电压与电流图象与电流的交点不一定是短路电流,由电压轴是否是从零开始的.四、计算题13、(1)因为灯泡L 正常工作,故有(2)电动机两端的电压U M=E﹣I(r+R)﹣U L=20﹣1.5×(1+4)﹣3=9.5(V)电动机的总功率P M=U M I=9.5×1.5=14.25(W)(3)P出=P M﹣I2r=12W答:(1)电路中的电流强度为1.5A;(2)电动机的总功率为14.25W;(3)电动机的机械功率为12W.14、(1)由闭合电路欧姆定律得:E=U1+r, 3分E=U2+r 3分联立上述方程,代入数据解得E=6 V,r=1 Ω. 1分(2)由电功率表达式P =R 2分变形为P = 1分(没有推导扣2分)由上式可知当R=r=1 Ω时, 1分P有最大值,P m ==9 W. 1分15、考点:闭合电路的欧姆定律;电容.专题:电容器专题.分析:(1)开关S断开稳定后,电容器的电压等于电源的电动势,由Q=CU求解电容器所带电量.(2)S闭合后稳定后,电容器所在电路没有电流,其电压等于R2两端的电压,根据欧姆定律求出电容器的电压,再求解电容器电量的变化量,即可得到通过R3的电量.解答:解:(1)S断开时,电容器的电压 U C=E=10V,电量为 Q=CU=4×10﹣8×10C=4×10﹣7C;(2)S闭合后,电容器的电压为 U C′=E=×10=4V;Q′=CU C′=4×10﹣8×4C=1.6×10﹣7C;则通过R3的电量△Q=Q﹣Q′=(4×10﹣7﹣1.6×10﹣7)C=2.4×10﹣7C;答:(1)开关S断开稳定后,电容器所带电量为4×10﹣7C.(2)再突然闭合S,S闭合后,通过R3的电量为2.4×10﹣7C.点评:对于给定的电容器,关键是其电压的分析和计算.当电容器与某电路并联时,其电压等于该电路两端的电压.。
物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇含解析
物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示,R 1=R 2=2.5Ω,滑动变阻器R 的最大阻值为10Ω,电压表为理想电表。
闭合电键S ,移动滑动变阻器的滑片P ,当滑片P 分别滑到变阻器的两端a 和b 时,电源输出功率均为4.5W 。
求 (1)电源电动势;(2)滑片P 滑动到变阻器b 端时,电压表示数。
【答案】(1) 12V E = (2) 7.5V U = 【解析】 【详解】(1)当P 滑到a 端时,21124.5RR R R R R =+=Ω+外 电源输出功率:22111(E P I R R R r==+外外外) 当P 滑到b 端时,1212.5R R R =+=Ω外电源输出功率:22222(E P I R R R r==+'外外外) 得:7.5r =Ω 12V E =(2)当P 滑到b 端时,20.6A EI R r==+'外电压表示数:7.5V U E I r ='=-2.如图(1)所示 ,线圈匝数n =200匝,直径d 1=40cm ,电阻r =2Ω,线圈与阻值R =6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2=20cm 的有界圆形匀强磁场,磁感应强度按图(2)所示规律变化,试求:(保留两位有效数字)(1)通过电阻R 的电流方向和大小; (2)电压表的示数.【答案】(1)电流的方向为B A →;7.9A ; (2)47V 【解析】 【分析】 【详解】(1)由楞次定律得电流的方向为B A → 由法拉第电磁感应定律得B E nn S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9EI A R r==+ (2)电阻R 两端的电压为U=IR=47V3.如图所示,水平U 形光滑框架,宽度1L m =,电阻忽略不计,导体棒ab 的质量0.2m kg =,电阻0.5R =Ω,匀强磁场的磁感应强度0.2B T =,方向垂直框架向上.现用1F N =的拉力由静止开始向右拉ab 棒,当ab 棒的速度达到2/m s 时,求此时:()1ab 棒产生的感应电动势的大小; ()2ab 棒产生的感应电流的大小和方向; ()3ab 棒所受安培力的大小和方向; ()4ab 棒的加速度的大小.【答案】(1)0.4V (2)0.8A 从a 流向b (3)0.16N 水平向左 (4)24.2/m s【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)根据切割产生的感应电动势公式E=BLv ,求出电动势的大小.(2)由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小,由右手定则判断电流的方向.(3)由安培力公式求出安培力的大小,由左手定则判断出安培力的方向.(4)根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度.(1)根据导体棒切割磁感线的电动势0.2120.4E BLv V V ==⨯⨯= (2)由闭合电路欧姆定律得回路电流0.40.80.5E I A A R ===,由右手定则可知电流方向为:从a 流向b(3)ab 受安培力0.20.810.16F BIL N N ==⨯⨯=,由左手定则可知安培力方向为:水平向左(4)根据牛顿第二定律有:F F ma -=安,得ab 杆的加速度2210.16/ 4.2/0.2F F a m s m s m安--===4.爱护环境,人人有责;改善环境,从我做起;文明乘车,低碳出行。
高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)
高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.在如图甲所示电路中,已知电源的电动势E=6 V、内阻r=1 Ω,A、B两个定值电阻的阻值分别为R A=2 Ω和R B=1 Ω,小灯泡的U-I图线如图乙所示,求小灯泡的实际电功率和电源的总功率分别为多少?【答案】0.75 W(0.70 W~0.80 W均算正确);10.5 W(10.1 W~10.9 W均算正确)【解析】【详解】设小灯泡两端电压为U,电流为I,由闭合电路欧姆定律有E=U+(I+) (R A+r)代入数据有U=1.5-0.75I作电压与电流的关系图线,如图所示:交点所对应的电压U=0.75 V(0.73 V~0.77 V均算正确)电流I=1 A(0.96 A~1.04 A均算正确)则灯泡的实际功率P=UI=0.75 W(0.70 W~0.80 W均算正确)电源的总功率P总=E(I+)=10.5 W(10.1 W~10.9 W均算正确)2.为了检查双线电缆CE、FD中的一根导线由于绝缘皮损坏而通地的某处,可以使用如图所示电路。
用导线将AC、BD、EF连接,AB为一粗细均匀的长L AB=100厘米的电阻丝,接触器H可以在AB上滑动。
当K1闭合移动接触器,如果当接触器H和B端距离L1=41厘米时,电流表G中没有电流通过。
试求电缆损坏处离检查地点的距离(即图中DP的长度X)。
其中电缆CE=DF=L=7.8千米,AC、BD和EF段的电阻略去不计。
【答案】6.396km【解析】【试题分析】由图得出等效电路图,再根据串并联电路规律及电阻定律进行分析,联立可求得电缆损坏处离检查地点的距离.等效电路图如图所示:电流表示数为零,则点H和点P的电势相等。
由得,则又由以上各式得:X=6.396km【点睛】本题难点在于能否正确作出等效电路图,并明确表头电流为零的意义是两端的电势相等.3.如图25甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图,其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后板使用绝缘材料,上、下板使用金属材料.图25乙是该主要结构的截面图,上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连.质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场.已知A、B两极板间加速电压为U0,尘埃加速后全都获得相同的水平速度,此时单位体积内的尘埃数为n.尘埃被加速后进入矩形通道,当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和,同时尘埃被收集.通过调整高压直流电源的输出电压U 可以改变收集效率η(被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值).尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计.在该装置处于稳定工作状态时:(1)求在较短的一段时间Δt 内,A 、B 两极板间加速电场对尘埃所做的功; (2)若所有进入通道的尘埃都被收集,求通过高压直流电源的电流; (3)请推导出收集效率η随电压直流电源输出电压U 变化的函数关系式. 【答案】(1)nbd ΔtqU 02qU m (2)02qU m(3)若y <d ,即204L U dU <d ,则收集效率η=y d =2204L U d U (U < 2024d U L) ;若y ≥d 则所有的尘埃都到达下极板,收集效率η=100% (U ≥2024d U L) 【解析】试题分析:(1)设电荷经过极板B 的速度大小为0v ,对于一个尘埃通过加速电场过程中,加速电场做功为00W qU =在t ∆时间内从加速电场出来的尘埃总体积是0V bdv t =∆ 其中的尘埃的总个数()0N nV n bdv t ==∆总故A 、B 两极板间的加速电场对尘埃所做的功()000W N qU n bdv t qU ==∆总 对于一个尘埃通过加速电场过程,根据动能定理可得20012qU mv = 故解得02qU W nbd tqU m=∆(2)若所有进入矩形通道的尘埃都被收集,则t ∆时间内碰到下极板的尘埃的总电荷量()0Q N q nq bdv t ∆==∆总通过高压直流电源的电流002qU QI nQbdv t m∆===∆ (3)对某一尘埃,其在高压直流电源形成的电场中运动时,在垂直电场方向做速度为0v 的匀速直线运动,在沿电场力方向做初速度为0的匀加速直线运动 根据运动学公式有:垂直电场方向位移0x v t =,沿电场方向位移212y at =根据牛顿第二定律有F qE qU am m md ===距下板y处的尘埃恰好到达下板的右端边缘,则x=L解得24L UydU=若y d<,即24L UddU<,则收集效率22224()4d Uy L UUd d U Lη==<若y d≥,则所有的尘埃都到达下极板,效率为100%224()d UUL≥考点:考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化的观点,选用动能定理和功能关系求解4.一台电动机额定电压为220V,线圈电阻R=0.5Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4A,电动机正常工作10s,求:(1)消耗的电能.(2)产生的热量.(3)输出的机械功率.【答案】(1)消耗的电能为8800J;(2)产生的热量为80J;(3)输出的机械能为8720J.【解析】试题分析:(1)电动机额定电压为220V,电流为4A,电动机正常工作10s,消耗的电能:W=UI t=220×4×10=8800J;(2)产生的热量:Q=I2Rt=42×0.5×10=80J;(3)根据能量守恒定律,输出的机械能为:E机=W﹣Q=8800﹣80=8720J;考点:电功、电功率.5.如图所示电路中,灯L标有“6V,3W”,定值电阻R1=4Ω,R2=10Ω,电源内阻r=2Ω,当滑片P滑到最下端时,理想电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光,试求:(1)滑线变阻器最大值R;(2)当滑片P 滑到最上端时,电流表的读数 【答案】 【解析】试题分析:(1)灯L 的电阻为:R L =LLP U 2=12Ω当P 滑到下端时,R 2被短路,灯L 与整个变阻器R 并联,此时灯正常发光,通过灯L 的电流为:I L =LLU P =0.5A 通过变阻器R 的电流为:I R =I A -I L =1A-0.5A=0.5A 则I R =I L ,即得滑线变阻器最大值为:R=R L =12Ω (2)电源电动势:1()12V L LRR E I R r R R =++=+=当P 滑到上端时,灯L 、变阻器R 及电阻R 2都被短路,此时电流表的读数为:I′=r R E+=2A 考点:【名师点睛】闭合电路的欧姆定律6.对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质.一段横截面积为S 、长为l 的直导线,单位体积内有n 个自由电子,一个电子电量为e .该导线通有恒定电流时,导线两端的电势差为U ,假设自由电子定向移动的速率均为v . (1)求导线中的电流I ;(2)所谓电流做功,实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功.为了求解在时间t 内电流做功W 为多少,小红和小明给出了不同的想法:小红记得老师上课讲过,W =UIt ,因此将第(1)问求出的I 的结果代入,就可以得到W 的表达式.但是小红不记得老师是怎样得出W =UIt 这个公式的.小明提出,既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功,那么应该先求出导线中的恒定电场的场强,即=U E l ,设导体中全部电荷为q 后,再求出电场力做的功=UW qEvt q vt l=,将q 代换之后,小明没有得出W =UIt 的结果.请问你认为小红和小明谁说的对?若是小红说的对,请给出公式的推导过程;若是小明说的对,请补充完善这个问题中电流做功的求解过程.(3)为了更好地描述某个小区域的电流分布情况,物理学家引入了电流密度这一物理量,定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量.若已知该导线中的电流密度为j ,导线的电阻率为ρ,试证明:Uj lρ=. 【答案】(1)I neSv =(2)见解析(3)见解析【解析】(1)电流定义式QI t=,在t 时间内,流过横截面的电荷量Q nSvte =,因此I neSv =; (2)小红和小明说的都有一定道理a.小红说的对.由于QI t=,在t 时间内通过某一横截面的电量Q =It ,对于一段导线来说,每个横截面通过的电量均为Q ,则从两端来看,相当于Q 的电荷电势降低了U ,则W QU UIt ==.b.小明说的对.恒定电场的场强UE l=,导体中全部电荷为q nSle =, 电场力做的功=U UW qEvt qvt nSel vt nSevUt l l===; 又因为I neSv =,则W UIt =.(3)由欧姆定律:、U IR =,、由电阻定律:lR Sρ=; 则l U I S ρ=,则U I l Sρ=; 由电流密度的定义:Q Ij St S==; 故Uj lρ=;7.如图所示,P 是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为L ,直径为D ,镀膜的厚度为d .管两端有导电金属箍M 、N .现把它接入电路中,测得它两端电压为U ,通过它的电流为I .则金属膜的电阻为多少?镀膜材料的电阻率为多少?【答案】U IU Dd IL π【解析】 【详解】根据欧姆定律得,金属膜的电阻U R I=. 由于金属膜的厚度很小,所以,在计算横截面积时,近似的计算方法是:若将金属膜剥下,金属膜可等效为长为L ,宽为πD (周长),高为厚度为d 的长方体金属膜的长度为L ,横截面积s =πDd ;根据LR sρ=,求得 Rs DdU L ILπρ==.【点睛】解决本题的关键掌握欧姆定律的公式和电阻定律的公式,并能灵活运用.8.如图所示,A 为电解槽,M 为电动机,N 为电炉子,恒定电压U =12V ,电解槽内阻R A =2Ω,当S 1闭合,S 2、S 3断开时,电流表示数为6A ;当S 2闭合,S 1、S 3断开时,电流表示数为5A ,且电动机输出功率为35W ;当S 3闭合,S 1、S 2断开时,电流表示数为4A .求:(1)电炉子的电阻及发热功率; (2)电动机的内阻;(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少. 【答案】(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 【解析】试题分析:(1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律U I R= 得12UR I ==Ω 其发热功率为:1126?W=72?W R P UI ==⨯ (2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得222M UI I r P =+输出所以2221M UI P r I -==Ω输出(3)电解槽工作时,由能量守恒定律得:23316?W A P UI I r =-=化考点:闭合电路欧姆定律点评:注意纯电阻电路与非纯电阻电路在的区别9.用一个标有额定电压为12V 的灯泡做实验,测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图线如图所示,求:(1)设灯丝电阻与绝对温度成正比,室温为300K ,求正常发光条件下灯丝的温度。
高二物理 闭合电路欧姆定律 习题及答案解析
闭合电路欧姆定律一、选择题1.(2017•陕西学业考试)已知电源的电动势为E ,内电阻为r ,将滑动变阻器的滑片P 向左移动,则三个灯亮度变化是( )A .都比原来亮B .都比原来暗C .A 、B 灯比原来亮,C 灯变暗D .A 、B 灯比原来暗,C 灯变亮2.(2016 余姚市校级期中)有一个电动势为3 V 、内阻为1 Ω的电源。
下列电阻与其连接后,使电阻的功率大于2 W ,且使该电源的效率大于50%的是( )A .0.5 ΩB .1 ΩC .1.5 ΩD .2 Ω3.如图所不是测电源电动势和内电阻时依据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线,图中DC 平行于横坐标轴,DE 平行于纵坐标轴,由图可知( ) A .比值DE OE 表示外电路电阻 B .比值AC CD表示电源内电阻 C .比值CO AO 表示电源电动势 D .矩形OCDE 的面积表示电源的输出功率4.(2017•静安区一模)将一电源电动势为E ,内阻为r 的电池,与外电路连接,构成一个闭合电路,用R 表示外电路电阻,I 表示电路的总电流,下列说法正确的是( )A .由U 外=IR 可知,外电压随I 的增大而增大B .由U 内=Ir 可知,电源两端的电压,随I 的增大而增大C .由U =E ﹣Ir 可知,电源输出电压,随输出电流I 的增大而减小D .由P =IU 可知,电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大5.如图所示,电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关S 1,三个灯泡都能正常工作,如果再合上S 2,则下列表述正确的是( )A .电源输出功率减小B .L 1上消耗的功率增大C .通过R 1上的电流增大D .通过R 3上的电流增大6.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10 A ,电动机启动时电流表读数为58 A .若电源电动势为12.5 V ,内阻为0.05Ω,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了( )A .35.8 WB .43.2 WC .48.2 WD .76.8 W7.如图所示的图线①表示某电池组的输出电压与电流的关系(U-I 图线),图线②表示其输出功率与电流的关系(P-I图线).则下列说法正确的是( )A .电池组的电动势为50 VB .电池组的内阻为253C .电流为2.5 A 时,外电路的电阻为15 ΩD .输出功率为120 W 时,输出电压是30 V8.如图所示的电路中,闭合开关S ,灯L 1、L 2正常发光,由于电路出现故障,突然灯L 1变亮,灯L 2变暗,电流表读数变小,根据分析发生故障可能是( )A .R 1断路B .R 2断路C .R 3短路D .R 4短路二、填空题9.如图所示,直线A 为电源的路端电压U 与干路电流I 的关系图象,直线B 是电阻R 的两端电压U 与电流I 的关系图象,用该电源与该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率P=________W ,电源的效率η=________%。
高考物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)含解析
高考物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示的电路中,电源电动势E =10V ,内阻r =0.5Ω,电阻R 1=1.5Ω,电动机的线圈电阻R 0=1.0Ω。
电动机正常工作时,电压表的示数U 1=3.0V ,求:(1)电源的路端电压;(2)电动机输出的机械功率。
【答案】(1)9V ;(2)8W【解析】【分析】【详解】(1)流过电源的电流为I ,则11IR U =路端电压为U ,由闭合电路欧姆定律U E Ir =-解得9V U =(2)电动机两端的电压为M 1()U E I R r =-+电动机消耗的机械功率为2M 0P U I I R =-解得8W P =2.如图所示的电路中,当开关S 接a 点时,标有“5V ,2.5W”的小灯泡正常发光,当开关S 接b 点时,标有“4V ,4W”的电动机正常工作.求电源的电动势和内阻.【答案】6V ,2Ω【解析】【详解】当开关接a 时,电路中的电流为I 1=11PU =2.55A=0.5A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 1+I 1r当开关接b 时,电路中的电流为I 2=22P U =44A=1A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 2+I 2r联立解得E =6Vr =2Ω.3.如图所示电路中,19ΩR =,230ΩR =,开关S 闭合时电压表示数为11.4V ,电流表示数为0.2A ,开关S 断开时电流表示数为0.3A ,求:(1)电阻3R 的值.(2)电源电动势和内电阻.【答案】(1)15Ω (2)12V 1Ω【解析】【详解】(1)由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据欧姆定律则有:21123()IR U I R IR R =++ 解得: 315ΩR =(2) 由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据闭合电路的欧姆定律则有:213()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时,根据闭合电路的欧姆定律则有:212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+联立解得:12V E =1Ωr =4.电源的电动势为4.8V 、外电阻为4.0Ω时,路端电压为4.0V 。
物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇
物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势12E V =.(1)闭合开关S ,求稳定后通过1R 的电流. (2)求将开关断开后流过1R 的总电荷量. 【答案】(1)1A ;(2)41.810C -⨯ 【解析】 【详解】(1)闭合开关S 电路稳定后,电容视为断路,则由图可知,1R 与2R 串联,由闭合电路的欧姆定律有:12121A 462E I R R r ===++++所以稳定后通过1R 的电流为1A .(2)闭合开关S 后,电容器两端的电压与2R 的相等,有16V 6V C U =⨯=将开关S 断开后,电容器两端的电压与电源的电动势相等,有'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯2.如图所示的电路中,两平行金属板A 、B 水平放置,两板间的距离d =40 cm 。
电源电动势E =24 V ,内电阻r =1 Ω,电阻R =15 Ω。
闭合开关S ,待电路稳定后,将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入两板间,小球恰能到达A 板。
若小球带电荷量为q =1×10-2 C ,质量为m =2×10-2 kg ,不考虑空气阻力,取g =10 m/s 2。
求: (1)A 、B 两板间的电压U ; (2)滑动变阻器接入电路的阻值R P ; (3)电源的输出功率P 。
【答案】(1)8V ;(2)8Ω;(3)23W 【解析】 【详解】(1)对小球从B 到A 的过程,由动能定理:2102qU mgd mv --=- 解得:U =8V(2)由欧姆定律有: E UI R r-=+ PU I R 电流为:=解得:8P R =Ω(3)根据电功率公式有:()2pP I R R =+解得:P 23W =3.如图所示,E =l0V ,r =1Ω,R 1=R 3=5Ω,R 2=4Ω,C =100μF ,当断开时,电容器中带电粒子恰好处于静止状态;求:(1) S 闭合后,带电粒子加速度的大小和方向; (2) S 闭合后流过R 3的总电荷量. 【答案】(1) g ,方向竖直向上 (2)4×10-4C 【解析】 【详解】(1)开始带电粒子恰好处于静止状态,必有qE =mg 且qE 竖直向上. S 闭合后,qE =mg 的平衡关系被打破.S 断开时,带电粒子恰好处于静止状态,设电容器两极板间距离为d ,有2214V C R U E R R r==++,CqU mg d= S 闭合后,228V C R U E R r'==+ 设带电粒子加速度为a ,则'C qU mg ma d-=,解得a=g,方向竖直向上.(2)S闭合后,流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量,所以ΔQ=C(U C′-U C)=4×10-4C4.如图所示,电源电动势E=30 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=4 Ω,R2=10 Ω.两正对的平行金属板长L=0.2 m,两板间的距离d=0.1 m.闭合开关S后,一质量m=5×10﹣8kg,电荷量q=+4×10﹣6C的粒子以平行于两板且大小为 =5×102m/s的初速度从两板的正中间射入,求粒子在两平行金属板间运动的过程中沿垂直于板方向发生的位移大小?(不考虑粒子的重力)【答案】【解析】根据闭合电路欧姆定律,有:电场强度:粒子做类似平抛运动,根据分运动公式,有:L=v0ty=at2其中:联立解得:点睛:本题是简单的力电综合问题,关键是明确电路结构和粒子的运动规律,然后根据闭合电路欧姆定律和类似平抛运动的分运动公式列式求解.5.如图所示,电路由一个电动势为E、内电阻为r的电源和一个滑动变阻器R组成。
(物理)物理欧姆定律题20套(带答案)及解析
(物理)物理欧姆定律题20套(带答案)及解析一、欧姆定律选择题1.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合,电流表两次示数之比是1:5.闭合S后,R1与R2的阻值之比和电功率之比分别是()A. 4:1;1:4B. 1:4;4:1C. 1:5;5:1D. 5:1;1:5【答案】 A【解析】【解答】解:当开关断开时,由欧姆定律可得:I1=;当开关闭合时,通过R2的电流I2=;则电流表的示数I=I1+I2=;由题意知:===;则解得:5R2=R1+R2;即=;由功率公式P=得:R1消耗的电功率P1=;R2消耗的电功率P2=;则功率之比:==;故答案为:A【分析】当开关断开时,电路中只有R1接入,则由欧姆定律可得出电流与电阻的关系;当开关闭合后,两电阻并联,因电源电压不变,则可由欧姆定律可求得通过R2的电流,由并联电路的电流的规律可求得总电流与两电阻的关系;两电阻并联,则由功率公式P=可求得功率关系。
2.我国刑法规定,从201年5月1日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任.为了打击酒驾行为,交警常用酒精浓度监测仪对驾驶人员进行酒精测试,如图甲所示是一款酒精浓度监测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示.当接通电源时,下列说法正确的是()A. 当酒精浓度减小时,R的阻值减少B. 当酒精浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值变大C. 当酒精浓度增大时,电压表的示数变大D. 当酒精浓度增大时,电流表的示数变小【答案】 C【解析】【解答】解:根据图象可知酒精气体的浓度越小传感器的电阻越大,故A错误;由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,所以电压表的示数与电流表的示数的比值为定值电阻的阻值,它是不变的,故B错误;由题知,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,测试到的酒精气体浓度越大,酒精气体传感器的电阻越小,根据欧姆定律可知,电路电流越大,定值电阻两端的电压越大,即电压表示数越大;故C 正确;当酒精气体浓度增大时,酒精气体传感器的电阻减小,根据欧姆定律可知,电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,故D错误.故选C.【分析】由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压;根据图象可知酒精气体的浓度越小传感器的电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流的变化、定值电阻两端电压的变化,再由串联电路的电压特点可知传感器两端的电压变化.3.小华设计了一种输液提示器,能在护士站观察到药液量的变化。
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示,电解槽A 和电炉B 并联后接到电源上,电源内阻r =1Ω,电炉电阻R =19Ω,电解槽电阻r ′=0.5Ω.当S 1闭合、S 2断开时,电炉消耗功率为684W ;S 1、S 2都闭合时,电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变).试求:(1)电源的电动势;(2)S 1、S 2闭合时,流过电解槽的电流大小;(3)S 1、S 2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率. 【答案】(1)120V (2)20A (3)1700W 【解析】(1)S 1闭合,S 2断开时电炉中电流106P I A R== 电源电动势0()120E I R r V =+=; (2)S 1、S 2都闭合时电炉中电流为25B P I A R== 电源路端电压为95R U I R V == 流过电源的电流为25E UI A r-== 流过电槽的电流为20A B I I I A =-=; (3)电解槽消耗的电功率1900A A P I U W ==电解槽内热损耗功率2'200A P I r W ==热电解槽转化成化学能的功率为1700A P P P W 化热=-=.点睛:电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路,不能用欧姆定律求解其电流,只能根据电路中电流关系求电流.2.如图所示,R 为电阻箱,V 为理想电压表.当电阻箱读数为R 1=2Ω时,电压表读数为U 1=4V ;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V .求:(1)电源的电动势E 和内阻r .(2)当电阻箱R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值P m 为多少?【答案】(1)E =6 V r =1 Ω (2)当R=r =1 Ω时,P m =9 W 【解析】 【详解】(1)由闭合电路欧姆定律E U Ir =+得:111U E U r R =+,代入得44422E r =+=+①, 222U E U r R =+,代入得:5555E r r =+=+②, 联立上式并代入数据解得:E=6V ,r=1Ω(2)当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时电源的输出功率最大,即有R=r=1Ω电源的输出功率最大为:22226()92441m E E P I R r W W r r =====⨯;3.利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势6E V =,电源内阻1r =Ω,电阻3R =Ω,重物质量0.10m kg =,当将重物固定时,理想电压表的示数为5V ,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5V ,(不计摩擦,g 取210/).m s 求:()1串联入电路的电动机内阻为多大?()2重物匀速上升时的速度大小.()3匀速提升重物3m 需要消耗电源多少能量?【答案】(1)2Ω;(2)1.5/m s (3)6J 【解析】 【分析】根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压.电动机消耗的电功率等于输出的机械功率和发热功率之和,根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度大小,根据W EIt =求解匀速提升重物3m 需要消耗电源的能量. 【详解】()1由题,电源电动势6E V =,电源内阻1r =Ω,当将重物固定时,电压表的示数为5V ,则根据闭合电路欧姆定律得 电路中电流为6511E U I A r --===电动机的电阻51321M U IR R I --⨯==Ω=Ω ()2当重物匀速上升时,电压表的示数为 5.5U V =,电路中电流为''0.5E U I A r-==电动机两端的电压为()()'60.5314M U E I R r V V =-+=-⨯+= 故电动机的输入功率'40.52M P U I W ==⨯= 根据能量转化和守恒定律得2''M U I mgv I R =+代入解得, 1.5/v m s =()3匀速提升重物3m 所需要的时间321.5h t s v===, 则消耗的电能'60.526W EI t J ==⨯⨯=【点睛】本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用.对于电动机电路,不转动时,是纯电阻电路,欧姆定律成立;当电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路,欧姆定律不成立.4.某实验小组设计了如图所示的欧姆表电路,通过调控电键S 和调节电阻箱2R ,可使欧姆表具有“1⨯”和“10⨯”两种倍率。
闭合电路欧姆定律应用练习含答案
闭合电路欧姆定律应用11.电源与外电阻R连接成闭合回路,对于电源的路端电压U,下列说法正确的是( )A.因U=IR,则U与R的大小成正比B.因U=IR,则R=0时,必有U=0C.流过电源的电流越大,路端电压U也越大D.若外电路断开,回路中电流为0,路端电压也等于02.若用E表示电源电动势,U表示外电压,U′表示内电压,R表示外电路总电阻(外电路为纯电阻电路),r表示内电阻,I表示总电流,考察下列各关系式:①U′=IR②U′=E-U③E=U+Ir④I=⑤U=⑥U=E+Ir上述关系式中成立的是()A.①②③④B.②③④⑤C.③④⑤⑥D.①③⑤⑥3.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V,内阻为0.05 Ω.电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了 ()A. 35.8 WB. 43.2 WC. 48.2 WD. 76.8 W4.如图所示,两只灯泡L1、L2分别标有“110 V,60 W”和“110 V,100 W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路?()A.B.C.D.5.如图所示,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是()A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小6.在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为其内阻,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V为理想电压表.若将照射R3的光的强度减弱,则()A.电压表的示数变大B.小灯泡消耗的功率变小C.通过R2的电流变小D.电源内阻的电压变大7.某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10(24 V,220 W)和10个相同的指示灯X1~X10(220 V,2 W),将其连接在220 V的交流电源上,电路如图所示,若工作一段时间后L2灯丝烧断,则()A. X1的功率减小,L1的功率增大B. X1的功率增大,L1的功率增大C. X2的功率增大,其他指示灯的功率减小D. X2的功率减小,其他指示灯的功率增大8.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障()A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路9.(多选)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图电路的A、B端,接R1时电压表的读数为U1,接R2时电压表的读数为U2.下列说法中正确的是( )A.R1=R2B.R1>R2C.U1<U2D.U1=U210.如图所示的电路,a、b、c为三个相同的灯泡,其电阻大于电源内阻,当变阻器R的滑片P向上移动时,下列判断中正确的是()A.a、b两灯变亮,c灯变暗B.电源输出功率增大C.电源的供电效率增大D.b灯中电流变化值小于c灯中电流变化值11.(多选)如图所示的电路中,电源内阻为r,闭合电键,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中()A.U先变大后变小B.I先变小后变大C.U与I的比值先变大后变小D.U的变化量的大小与I的变化量的大小的比值等于r12.某同学设计了一种测定风力的装置,其原理如图所示,迎风板与一轻弹簧的一端N相接,穿在光滑的金属杆上.弹簧是绝缘材料制成的,其劲度系数k=1300 N/m,自然长度为L0=0.5 m,均匀金属杆用电阻率较大的合金制成,迎风板面积S=0.5 m2,工作时总是正对着风吹来的方向.电路中左端导线与金属杆M端相连,右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好.限流电阻的阻值R=1 Ω,电源的电动势E=12 V,内阻r=0.5 Ω.合上开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表示数为U1=3.0 V;如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧,电压表的示数为U2=2.0 V,求:(1)金属杆单位长度的电阻;(2)此时作用在迎风板上的风力大小.13.如图所示,电源电动势E=15 V,内阻r=10 Ω,定值电阻R=90 Ω,R0为可变电阻,在R0的阻值由零增大到400 Ω的过程中,求:(1)可变电阻R0上消耗的电功率最大的条件和最大功率;(2)定值电阻R和电源内阻r上消耗的功率之和的最小值;(3)定值电阻R上消耗最大功率的条件及最大值.14.如图所示,电流表示数I=0.75 A,电压表示数为U=2 V,某一电阻烧断后,电流表读数变为I′=0.8 A,电压表示数为U′=3.2 V,已知R3=4 Ω,不计电压表和电流表对电路的影响.问:(1)发生故障的电阻是哪个?写出判断依据,它的阻值为多少?(2)电源的电动势和内阻分别为多少?15.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间.若小球带电量为q=1×10﹣2C,质量为m=2×10﹣2kg,不考虑空气阻力.那么(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?(2)此时,电源的输出功率是多大?(取g=10 m/s2)16.在如图所示的电路中,电容器C1=4.0 μF,C2=3.0 μF,电阻R1=8.0 Ω,R2=6.0 Ω.闭合开关S1,给电容器C1、C2充电,电路达到稳定后,再闭合开关S2,电容器C1的极板上所带电荷量的减少量与电容器C2的极板上所带电荷量的减少量之比是16∶15.开关S2闭合时,电流表的示数为1.0 A.求:电源的电动势和内阻.答案解析1.【答案】B【解析】电源电动势不变,当R增大时,I必然减小,路端电压随外电阻的增大而增大,减小而减小,故A错误;当时,电路处于短路状态,电源路端电压为0,故B正确;由可知,流过电源的电流越大,路端电压U越小,故C错误;根据闭合电路欧姆定律可知,外电路断开时,路端电压为E,故D错误.2.【答案】B【解析】内电压U′=Ir,故①错误;由闭合电路欧姆定律可知,则有:E=I(R+r)=U+U′=U+Ir,I=,故②③④正确,⑥错误;而U=IR=,故⑤正确.3.【答案】B【解析】电动机未启动时,U灯=E-I1r=(12.5-10×0.05) V=12 V,车灯功率P灯=U灯I1=120 W.电动机启动时,U灯′=E-I2r=(12.5-58×0.05) V=9.6 V,设车灯阻值不变,由P=,可得P灯′=()2×P灯=()2×120 W=76.8 W,电功率的减少量ΔP=P灯-P灯′=(120-76.8) W=43.2W.4.【答案】B【解析】在A电路中,灯泡1的额定电流,灯泡2的额定电流,灯泡2能正常发光,则灯泡1就会烧掉,A电路不能保证两灯泡正常发光.在C电路中,两灯泡串联,则两灯泡电流相等,不能保证两灯泡正常发光,故A、C错误.在B电路中,两灯泡正常发光时,通过R的电流为,R与L1并联,电压相等,根据P=UI,所以功率之比等于电流之比,为2∶3,则R上消耗的功率为40 W,则整个电路的总功率P=(60+40+100)W=200 W.在D电路中,两灯泡正常发光,则通过R的电流等于两灯泡额定电流之和,为,两灯泡的并联电压为110 V,则R上的电压为110 V,根据P=UI,知电阻R上消耗的功率与两个灯泡消耗的功率相等,所以整个电路的总功率P=(60+100)×2 W=320 W,所以B电路消耗的功率小.故选B.5.【答案】D【解析】由图可知,灯泡均为并联;当点亮的电灯数目增多时,并联的支路增多,由并联电路的电阻规律可知,外部总电阻减小,由闭合电路欧姆定律得知,干路电流增大,则内电压增大,故路端电压减小,灯泡两端的电压变小,灯泡变暗,故D正确.6.【答案】B【解析】若将照射R3的光的强度减弱,则R3的电阻将增大,电路中的总电阻将增大,总电流减小,故电压表的示数变小,内电压也减小,A、D错误;而电阻R2两端的电压将变大,通过R2的电流变大,而总电流减小,所以通过小灯泡的电流减小,小灯泡消耗的功率变小,B正确,C错误.7.【答案】C【解析】若L2灯丝烧断,电路的电阻值变大,电流变小,除X2两端电压变大外,其他电压变小,故选C.8.【答案】A【解析】若各元件没有故障,电路正常,则电流表测量流过R1的支路电流,电压表测量R3两端的电压;若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,故A正确.若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,显然不符合题意,故B错误.若R3短路,则电压表示数为零,不符合题意,故C错误.若R1断路,则电流表示数为零,也不符合题意,故D错误.9.【答案】AD【解析】设正方形的边长为a,则导体的电阻,由两导体的ρ与d相同,则两导体电阻相等,即R1=R2,故A正确,B错误;导体接入电路中,电压表示数,由于电源电动势E、内阻r、导体电阻R相同,则电压表示数U相同,即U1=U2,故C错误,D正确.10.【答案】AB【解析】当变阻器的滑动触头P向上移动时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,总电流I增大,a灯变亮.并联部分电压减小,c灯变暗.由总电流增大,而通过c灯的电流减小,可知通过b灯的电流增大,b灯变亮,故A正确,a、b、c三个灯泡的电阻都大于电源内阻,根据推论:外电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,则知,当变阻器的滑动触头P向上移动时,外电路总电阻减小,电源输出的电功率增大.电源的供电效率η=,外电阻减小,路端电压U减小,电源的供电效率减小,故B正确,C错误.由于Ia=Ib+Ic,I a增大,I c减小,I b增大,则知,流过b灯的电流变化值大于流过c灯的电流变化值,故D错误.11.【答案】ABC【解析】由图可知,滑动变阻器上下两部分并联,当滑片在中间位置时总电阻最大,则在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中,滑动变阻器R1的电阻先增大后减小,根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大,则可知路端电压先变大后变小,故A、B正确;U与I的比值就是接入电路的R1的电阻与R2的电阻的和,所以U与I比值先变大后变小,故C正确;电压表示数等于电源的路端电压,电流表的示数比流过电源的电流小,,因为,即所以U变化量与I变化量比值不等于r,故D错误.12.【答案】(1)1 Ω/m (2)260 N【解析】设无风时金属杆接入电路的电阻为,有风时接入电路的电阻为,由题意得(1)无风时:解得:所以金属杆单位长度的电阻为:(2)有风时,U2=R2=2 V解得:R2=0.3 Ω,此时弹簧的长度为L==0.3 m,弹簧的压缩量为:x=L0-L=(0.5-0.3) m=0.2 m由于迎风板受风力和弹力而平衡,所以风力大小为F=kx=1 300×0.2 N=260 N.13.【答案】(1)R0=100 Ω0.6 W(2)0.09 W(3)R0=02.025 W【解析】(1)当R0=r+R=100 Ω时,R0上获得最大功率P max=≈0.6 W.(2)当R0=400 Ω时,R和r上消耗功率之和最小,P min=()2(R+r)=0.09 W.(3)当R0=0时,R上消耗功率最大,P max′=()2R=2.025 W.14.【答案】(1)R18 Ω(2)4 V 1 Ω【解析】(1)因某电阻烧断后,电流表、电压表示数均增大,若R1、R3断路,电流表或电压表无读数,可断定发生故障的电阻是R1.R1烧断后,伏特表的读数为R2两端的电压,则得:R2==Ω=4 ΩR1烧断前,R3两端电压U3=IR2﹣U=(0.75×4﹣2)V=1(V)通过R3的电流为I3==A=0.25 A电阻R1的阻值为R1==Ω=8 Ω;(2)R1烧断前,外电阻为R外=Ω=3 Ω总电流为I0=I+=(0.75+)A=1(A)由闭合电路欧姆定律得:E=I0(R外+r),即E=1×(3+r)当R1烧断后,E=I′(R2+r)即E=0.8×(4+r)联立解得:r=1 Ω,E=4 V15.【答案】(1)8 Ω (2)23 W【解析】解:(1)小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到A板时速度为零.设两板间电压为U AB由动能定理得①所以滑动变阻器两端电压U滑=U AB=8 V ②设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得I==1 A ③滑动变阻器接入电路的电阻R滑==8 Ω ④即滑动变阻器接入电路的阻值为8 Ω时,小球恰能到达A板.(2)电源的输出功率P出=I2(R+R滑)=23 W ⑤故电源的输出功率是23 W.16.【答案】16 V 2.0 Ω【解析】只闭合开关S1时,电容器C1的电荷量Q1=C1E,C2的电荷量Q2=C2E,式中E为电源的电动势,再闭合开关S2后,电流表的示数为I,则C1的电荷量Q1′=C1IR1,C2的电荷量Q2′=C2IR2根据题意有:由闭合电路的欧姆定律,有:E=I(R1+R2+r)联立解得:E=16 V,r=2.0 Ω.。
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(2)电阻器两端的电压是多大?
(3)通电10分钟,太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大?
【答案】(1) 20Ω(2) 0.45V (3) 6.075J
【解析】
【详解】
(1)根据欧姆定律有:
E
r,
Is
解得:
r20Ω;
(2)闭合电路欧姆定律有:
I
E
IR,
,U
R
r
解得:
U0.45V;
P电=UI=7×2 W=14 W
电动机的热功率为
P热=I2R0=22×1 W=4 W
电动机输出的机械功率
P机=P电-P热=10 W
(3)电源释放的电功率为
P释=EI=12×2 W=24 W
有用功率
P有=UII2R122W
电源的工作效率
P有
P释
=91.7%
4.电源的电动势为4.8V、外电阻为4.0Ω时,路端电压为4.0V。如果在外电路并联一个
(3)由焦耳定律有:
QI2RT,
解得:
r
Q 6.075J
。
答:(1)该太阳能电池板的内阻
20Ω
;
(2)
电阻器两端的电压U 0.45V
;
(3)
通电10分钟,太阳能电池板输送给电阻器的能量
Q 6.075J。
9.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离
d 40cm,电源电
动势E
24V
,内电阻r
(1)断开电键S时电流表的读数;
(2)定值电阻R3的阻值。
【答案】(1)1A(2)12Ω
【解析】
【详解】
(1)电键断开时,电阻R1消耗的功率为:
P
P - P 3W
1
出
2
根据
P
I
2
R
1
1
解得
I1A
(2)由闭合电路的欧姆定律
EIR1R并
R2R3
R并
R2R3
解得
R312Ω
11.如图所示的电路中,电源电动势为
6.0Ω的电阻,路端电压是多大?
【答案】3.6V
【解析】
【详解】
由题意可知当外电阻为4.0Ω时,根据欧姆定律可知电流
U外
4
I
A 1.0A
R
4
由闭合电路欧姆定律
EI (Rr )
代入数据解得r=0.8Ω
当外电路并联一个6.0Ω的电阻时
4
6
R并
2.4
4
6
电路中的总电流
E
4.8
I
A=1.5A
R并r
2.4 0.8
(1)
流过电动机的电流;
(2)
电动机输出的机械功率;
(3)
电源的工作效率。
【答案】(1)2A;(2)14W;(3)91.7%
【解析】
【分析】
【详解】
(1)电动机正常工作时,总电流为
I=U1=2A
R1
(2)电动机两端的电压为
U=E-Ir-U1=(12-2×0.-5 4.0) V=7 V
电动机消耗的电功率为
所以路端电压
UI R并1.52.4V3.6V
5.如图所示,电流表A视为理想电表,已知定值电阻R0=4Ω,滑动变阻器R阻值范围为
0~10Ω,电源的电动势E=6V.闭合开关S,当R=3Ω时,电流表的读数I=0.5A。
(1)求电源的内阻。
(2)当滑动变阻器R为多大时,电源的总功率最大?最大值Pm是多少?
【答案】(1)5Ω;(2)当滑动变阻器R为0时,电源的总功率最大,最大值Pm是4W。
(1)两板间的电压;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值.
【答案】(1)8V(2)8Ω
【解析】
【详解】
(1)对小球,由平衡条件得:
mgqE,
又
E
U
,
d
整理并代入数据解得:
U
mgd 2
104
10
0.04V 8V;
q
1
105
(2)
设此时滑动变阻器接入电路的阻值为
RP,
由闭合电路欧姆定律得:
I
E
,
R
RP
r
而
UIRP,
qU
mg,
d
故:
U
mgd
2 102
10
0.4V 8V;
q
1
102
(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为
RP,由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为
I
E
,
R Rp
r
UIRP,
得:
RP8Ω。
10.如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω。电键S断开时,定值电阻R2的功率为6W,电源的输出功率为9W。电键S接通后,理想电流表的读数为1.25A。求出:
E=U1+I1r
当开关接b时,电路中的电流为
P24
I2=U2=4A=1A.
由闭合电路欧姆定律得
E=U2+I2r
联立解得
E=6V
r=2Ω.
3.如图所示的电路中,电源电动势
E
12 V
,内阻
r
=
0.5Ω
R0
Ω,电
=
,电动机的电阻
=1.0
阻R1=2.0Ω。电动机正常工作时,电压表的示数
U1=4.0 V,求:
高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案
一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律
1.如图所示电路,A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源,三个电阻
的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF,电流表内阻不计,求:
(1)闭合开关S后,电容器所带电荷量;
(2)断开开关S后,通过R2的电荷量。
【答案】(1)6.4×10-5C;(2)3.2105C
Q
1Q
3.2
105C
2
2.如图所示的电路中,当开关
S
接
a
点时,标有
“5V 2.5W”
S
,
的小灯泡正常发光,当开关
接b点时,标有“4V,4W”的电动机正常工作.求电源的电动势和内阻.
【答案】6V,2Ω
【解析】
【详解】
当开关接a时,电路中的电流为
P2.5
1
I1=U1=5A=0.5A.
由闭合电路欧姆定律得
(3)电阻R上所消耗的电功率为:P=I2R=0.52×10W=2.5W
12.在如图所示的电路中,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20μF,当开关S断开时,电源的总功率为2W;当开关S闭合时,电源的总功率为4W,求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)闭合S时,电源的输出功率;
(3)S断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少?
1,电阻R 15,闭合开关S,待电路稳定后,一带电量
q 1
102C,
质量m=2
102kg的小球恰好静止于两板之间.取g
10m / s2,求:
(1)两板间的电压为多少
(2)此时,滑动变阻器接入电路的阻值为多少【答案】(1)8V(2)8Ω
【解析】
【详解】
试题分析:
(1)由题意可知小球恰好静止于两板之间,一小球为对象,受到重力和电场力二力平衡,所以有
图象(b)。直流电机的线圈电阻
R=0.25
Ω,闭合开关后,直流电机正常工作,电流表的示数
I=2A,求:
(1)电源的电动势E及内阻
(2)直流电机输出功率P.
r;
【答案】(1)3V;0.5Ω(2)3W
【解析】
【详解】
( 1)由图b可知
E
3V,
r
v
;
0.5
t
( 2)由电路的路端电压与负载的关系:
UEIr2V
R2两端电压,求
解出电压后根据
Q=CU列式求解.
【详解】
(1)S断开,R2、R3串联根据闭合电路欧姆定律可得:
E
I
r
R
总功率为:P
E
2
2W
IE
r
7.5
1
2
3
R1R2
R3
3.5
R
S闭合,R
、R
并联再与R串联,总外电阻
R1
R2
根据闭合电路欧姆定律可得:I
EE
Rr3.5r
所以总功率为:P
E2
EI
r
3.5
联立解得:E=4V,r=0.5Ω
【答案】(1)4V,0.5
(2)3.5W(3)6 10-5C,0
【解析】
【分析】
断开S,R2
3
串联,根据闭合电路欧姆定律求解出电流和电功率表达式;
12
、R
S闭合,R、R
并联再与R3串联,再次根据闭合电路欧姆定律求解出电流和电功率表达式;最后联立求
解;闭合S时电源的输出功率为
P=EI-I2r;S断开时,C两端电压等于电阻
E6V,内电阻为
r
2
,外电路电阻为
R10
,闭合电键
S后,求:
1
通过电阻
R的电流强度
I;
2
电阻
R两端的电压
U;
3
电阻R上所消耗的电功率 NhomakorabeaP.【答案】(1)0.5A(2)5V(3)2.5W
【解析】
【详解】
(1)根据闭合电路欧姆定律得通过电阻
E
6
R的电流强度为:I
A 0.5 A
R r
10 2
(2)电阻R两端的电压为:U=IR=0.5×10V=5V
非纯电阻元件,根据能量守恒定律: