高考物理闭合电路的欧姆定律各地方试卷集合汇编

高考物理闭合电路的欧姆定律各地方试卷集合汇编
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，
2
112
4.5RR R R R R =+
=Ω+外 电源输出功率：
22
111(
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：
22
222(
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 E
I R r
=
=+'外
电压表示数：
7.5V U E I r ='=-
2．小勇同学设计了一种测定风力大小的装置，其原理如图所示。

E 是内阻不计、电动势为6V 的电源。

0R 是一个阻值为40Ω的定值电阻。

V 是由理想电压表改装成的指针式测风力显示器。

R 是与迎风板A 相连的一个压敏电阻，其阻值可随风的压力大小变化而改变，其
关系如下表所示。

迎风板A 的重力忽略不计。

试求：
压力F /N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻/R Ω
30
28
26
24
22
20
18
…
（1）利用表中的数据归纳出电阻R 随风力F 变化的函数式；
（2）若电压表的最大量程为5V ，该装置能测得的最大风力为多少牛顿； （3）当风力F 为500N 时，电压表示数是多少；
（4）如果电源E 的电动势降低，要使相同风力时电压表测得的示数不变，需要调换0R ，调换后的0R 的阻值大小如何变化？（只写结论）
【答案】（1）300.04()R F =-Ω；（2）m 550F N =；（3） 4.8V U =；（4）阻值变大 【解析】 【分析】 【详解】
（1）通过表中数据可得：
F
c R
∆=∆，故R 与F 成线性变化关系设它们的关系式为： R kF b =+
代入数据得：
300.04(Ω)R F =-①
（2）由题意，0R 上的电压05V R U =，通过0R 的电流为
00
R U I R =
②
R R E U U R I I
-==
③ 解①~④式，得，当电压表两端电压R U 为5V 时，测得的风力最大
m 550F N =④
（3）由①式得10ΩR =
00
4.8V R E
U R R =
=+⑤ （4）阻值变大
3．爱护环境，人人有责；改善环境，从我做起；文明乘车，低碳出行。

随着冬季气候的变化，12月6号起，阳泉开始实行机动车单双号限行。

我市的公交和出租车，已基本实现全电动覆盖。

既节约了能源，又保护了环境。

电机驱动的原理，可以定性简化成如图所示的电路。

在水平地面上有5B =T 的垂直于平面向里的磁场，电阻为1Ω的导体棒ab 垂直放在宽度为0.2m 的导体框上。

电源E 是用很多工作电压为4V 的18650锂电池串联而成的，不计电源内阻及导体框电阻。

接通电源后ab 恰可做匀速直线运动，若ab 需要克服400N 的阻力做匀速运动，问：
（1）按如图所示电路，ab 会向左还是向右匀速运动？ （2）电源E 相当于要用多少节锂电池串联？
【答案】（1）向右；（2）100节 【解析】 【分析】 【详解】
(1)电流方向由a 到b ，由左手定则可知导体棒ab 受到向右的安培力，所以其向右匀速运动。

(2)ab 做匀速运动，安培力与阻力相等，即
400N BIL F ==阻
解得
400I =A
则
400V U IR ==
电源E 相当于要用锂电池串联节数
4001004
U n E =
==节
4．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。

现把一质量m ＝0.1kg 的导体棒ab 放在导轨上，导体棒与导轨接触的两点间距离L ＝2m ，电阻R ＝2.5Ω，金属导轨电阻不计。

在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B ＝0.5T ，方向竖直向上的匀强磁场。

己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g ＝10m/s 2（不考虑电磁感应影响），求： (1)通过导体棒中电流大小和导体棒所受安培力大小； (2)导体棒加速度大小和方向。

【答案】(1) 1.5A ，1.5N ；(2)2.6m/s 2，方向沿导轨平面向上 【解析】 【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律可得
1.5A E I R r
==+ 根据安培力公式可得导体棒所受安培力大小为
1.5N F BIL ==
(2)对导体棒受力分析，根据牛顿第二定律有
cos θsin θ BIL mg f ma --=
()cos θsin θN f F mg BIL μμ==+
联立可得
2 2.6m/s a =
方向沿导轨平面向上
5．在如图所示的电路中，电源电动势E =3.0 V ，内电阻r =1.0 Ω；电阻R 1=10 Ω，R 2=10 Ω，R 3=35 Ω；电容器的电容C=1000 μF ，电容器原来不带电。

求接通电键S 后流过R 4的总电荷量（保留两位有效数字）。

【答案】2.0×10-3C 【解析】 【详解】
接通电键S 前，R 2与R 3串联后与R 1并联，所以闭合电路的总电阻：
12
3123
()
R R R R r R R R +=
+++
由闭合电路欧姆定律得，通过电源的电流：
E I R
=
电源的两端电压：
U E Ir =－
则R 3两端的电压：
3
323
R U U R R =
+ 接通电键S 后通过R 4的总电荷量就是电容器的电荷量。

根据Q CU =可得：
3Q CU =
代入数据解得：
-32.010C Q =⨯
6．利用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻．当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表和电压表的示数分别为0.20A 和2.90V ．改变滑片的位置后，两表的示数分别为0.40A 和2.80V ．这个电源的电动势和内电阻各是多大？
【答案】E =3.00V ，r =0.50Ω 【解析】
【分析】 【详解】
根据全电路欧姆定律可得：
；
，
联立解得：E=3.00V ，r=0.50Ω
7．如图所示，电源电动势E =30 V ，内阻r =1 Ω，电阻R 1=4 Ω，R 2=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=v 0t y=at 2 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．
8．如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道宽为d ，管道高度为h ，上、下两面是绝缘板，前后两侧M N 、是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S 和定值电阻R 相连。

整个管道置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B 、方向沿z 轴正方向。

管道内始终充满导电液体，M N 、两导体板间液体的电阻为r ，开关S 闭合前后，液体均以恒定速率0v 沿x 轴正方向流动。

忽略液体流动时与管道间的流动阻力。

（1）开关S 断开时，求M N 、两导板间电压0U ，并比较M N 、导体板的电势高低； （2）开关S 闭合后，求：
a. 通过电阻R 的电流I 及M N 、两导体板间电压U ；
b. 左右管道口之间的压强差p V 。

【答案】（1）U 0=Bdv 0，M N ϕϕ> （2）a ．0
BdRv U R r
=+；b ．20()B dv p h R r =+V
【解析】 【详解】
（1）该发电装置原理图等效为如图，
管道中液体的流动等效为宽度为d 的导体棒切割磁感线，产生的电动势
E =Bdv 0
则开关断开时
U 0=Bdv 0
由右手定则可知等效电源MN 内部的电流为N 到M ，则M 点为等效正极，有M N ϕϕ>； （2）a ．由闭合电路欧姆定律
00
U Bdv I R r R r
=
=++ 外电路两端的电压：
00
U R BdRv U IR R r R r
==
=++ b ．设开关闭合后，管道两端压强差分别为p V ，忽略液体所受的摩擦阻力，开关闭合后
管道内液体受到安培力为F 安，则有
phd F =V 安 =F BId 安
联立可得管道两端压强差的变化为：
20
()
B dv p h R r =+V
9．如图所示的电路中，电阻R 1=9Ω，R 2=15Ω，R 3=30Ω，电源内电阻r =1Ω，闭合开关S ，理
想电流表的示数I 2=0.4A ．求： （1）电阻R 3两端的电压U 3； （2）流过电阻R 1的电流I 1的大小； （3）电源的总功率P ．
【答案】（1）6.0V （2）0.6A （3）7.2W 【解析】 【详解】
（1）电阻R 3两端有电压为
3220.415 6.0U I R ==⨯=（V ）
（2）通过电阻R 3的电流大小：
3
33
0.2U I R =
=A 流过电阻R 1的电流大小为：
I 1=I 2+I 3=0.4+0.2=0.6A
（3）电源的电动势为：
11130.610.69612E I r I R U =++=⨯+⨯+=V
电源的总功率为
P=I 1E =7.2W
或()2
1123//P I r R R R =++=7.2W
10．光伏发电是一种新兴的清洁发电方式，预计到2020年合肥将建成世界一流光伏制造基地，打造成为中国光伏应用第一城。

某太阳能电池板，测得它不接负载时的电压为900mV ，短路电流为45mA ，若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连接成闭合电路，则，
(1)该太阳能电池板的内阻是多大？ (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：
s
E r I =
， 解得：
20Ωr =；
(2)闭合电路欧姆定律有：
E
I R r
=
+，U IR =， 解得：
0.45V U =；
(3)由焦耳定律有：
2Q I RT =，
解得：
6.075J Q =。

答：(1)该太阳能电池板的内阻20Ωr =； (2)电阻器两端的电压0.45V U =；
(3)通电10分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量 6.075J Q =。

11．如图所示的电路中，电源电动势11E V =，内阻1r =Ω；电阻14R =Ω，电阻
26R =Ω，电容器30C F μ=，电池内阻1r =Ω．
()1闭合S ，求稳定后通过电路的总电流； ()2闭合S ，求稳定后电容器所带的电荷量；
()3然后将开关S 断开，求这以后流过1R 的总电量．
【答案】()1 1A ；()4
21
?.810C -⨯；()4
31?.510-⨯C . 【解析】 【分析】 【详解】
()1电容器相当于断路，根据闭合电路欧姆定律，有1211
1461
E I A A R R r =
==++++；
()2电阻2R 的电压为：22166U IR A V ==⨯Ω=，
故电容器带电量为：64
2230106 1.810Q CU F V C --==⨯⨯=⨯；
()3断开S 后，电容器两端的电压等于电源的电动势，电量为：
642'301011 3.310Q CE F V C --==⨯⨯=⨯
故流过1R 的电荷量为：44422' 3.310 1.810 1.510Q Q Q C C C ---=-=⨯-⨯=⨯V ．
12．在如图所示的电路中，R 1＝3Ω，R 2＝6Ω，R 3＝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？ 【答案】(1)4V ,0.5Ω （2）3.5W （3）-5610C ⨯ ,0 【解析】 【分析】
断开S ，R 2、R 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；S 闭合，R 1、R 2并联再与R 3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 -I 2r ；S 断开时，C 两端电压等于电阻R 2两端电压，求解出电压后根据Q =CU 列式求解． 【详解】
（1）S 断开，R 2、R 3串联根据闭合电路欧姆定律可得：E
I R r
=
+ 总功率为：2
27.5E P IE W r
===+
S 闭合，R 1、R 2并联再与R 3串联，总外电阻12
312
3.5R R R R R R =+=Ω+ 根据闭合电路欧姆定律可得： 3.5E E
I R r r
='+'=
+ 所以总功率为：2
3.5E P EI r
='=+
联立解得：E =4V ，r =0.5Ω
（2）闭合S ，总外电阻R ′=3.5Ω 干路电流为1E
I A R r
'=+'=
输出功率P 出=EI ′-I ′2r =4×1-1×0.5=3.5W
（3）S 断开时，C 两端电压等于电阻R 2两端电
压：22224637.57.50.5
E U I R R V V r ==
⋅=⨯=++ 可得电量为：Q =CU 2=20×10-6×3=6×10-5C
【点睛】 本题首先要理清电路结构，然后结合闭合电路欧姆定律和电功率表达式列式分析．。