高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题

合集下载

高中物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题及解析

高中物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题及解析

高中物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示,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.平行导轨P 、Q 相距l =1 m ,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 =10 mm ,定值电阻R 1=R 2=12 Ω,R 3=2 Ω,金属棒ab 的电阻r =2 Ω,其他电阻不计.磁感应强度B =0.5 T 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 =10 m /s 2,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:(1)匀强磁场的方向和MN 两点间的电势差 (2)ab 两端的路端电压; (3)金属棒ab 运动的速度.【答案】(1) 竖直向下;0.1 V (2)0.4 V . (3) 1 m /s .【解析】 【详解】(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态,因为重力竖直向下,所以电场力竖直向上,故M 板带正电.ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势,ab 棒等效于电源,感应电流方向由b →a ,其a 端为电源的正极,由右手定则可判断,磁场方向竖直向下. 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态,根据平衡条件有mg =Eq 又MNU E d=所以U MN =mgdq=0.1 V (2)由欧姆定律得通过R 3的电流为I =3MNU R =0.05 A则ab 棒两端的电压为U ab =U MN +I ×0.5R 1=0.4 V . (3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E =BLv 由闭合电路欧姆定律得E =U ab +Ir =0.5 V 联立解得v =1 m /s .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。

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.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 n n 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7.9E I A R r==+ (2)电阻R 两端的电压为U=IR=47V2.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。

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)

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.。

典型例题闭合电路的欧姆定律

典型例题闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定理强化训练(全)一:【典型例题】 吴子牛 编,Ω=4R 1,Ω=6R 2,a 、b 两点间的电压是4.8V ,电源输出的功率是37.6W 。

求电源的内电阻和电动势。

[解析]外电路是由21R R 与并联再与3R 串联组成的。

21R R 与并联的总电阻为Ω=Ω+⨯=+⋅=4.26464R R R R R 2121ab a 、b 两点间的电压就是并联电路两端的电压,所以流过干路的电流为 A 2A 4.28.4R U I ab ab ===∵r I P P P P 2E +=+=出内出∴Ω=Ω-=-=6.026.3740I P P r 22E 出电动势V 20V 240I P E E ===[变式1]如图甲所示电路中,Ω===10R R R 321,S 断开时,电压表示数为16V ;S 闭合时,电压表示数为10V 。

若电压表可视为理想的,求:(1)电源电动势和内电阻各为多大?(2)闭合S 前后1R 消耗的功率分别多大?(3)若将原电路改为图乙所示的电路,其他条件不变,则S 断开和闭合时电压表的示数分别为多大?[解析](1)在图甲中,当断开S 时,3R 中电流可视为零(因理想电压表内阻可视为无限大),3R 两端电压可视为零,故电压表指示的是电源的路端电压。

又此时外电路是21R R 、串联,所以,电路中总电流为:A8.0A 101016R R U I 21=+=+=由闭合电路欧姆定律得:r 8.016Ir U E +=+= ①当闭合S 时,电压表指示的是2R 两端电压,外电路结构是:31R R 与并联,再跟2R 串联,此时电路中总电流为:A 1A 1010R 'U 'I 2===外电路总电阻为:Ω=++=15R R R R R R 23131由)r R ('I E +=得:)r 15('I E += ②联立①②两式,解得E=20V ,r=5Ω。

(2)闭合S 前后,1R 消耗的功率分别为:W 4.6W 108.0R I P 2121=⨯==W5.2W 105.0R )2'I (P 212'1=⨯==(3)若将原电路改为图乙所示电路,则断开S 时,外电路由31R R 、串联组成,电压表指示的是1R 两端的电压,此时总电流为:A8.0A 5101020r R R E I 31=++=++=电压表示数为:V 8V 108.0IR U 11=⨯== 闭合S 时,外电路结构是21R R 、并联再与3R 串联,电压表示数是21R R 、组成的并联电路两端的电压,此情况下,外电路总电阻为:Ω=++=15R R R R R R 32121总电流为:A 1A 51520r R E I =+=+=故电压表示数为:V5V 105.0R 21U 22=⨯==[例题2]如图所示电路中,4321L L L 、、、是四只相同的电灯。

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

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 。

高考物理易错题专题三物理闭合电路的欧姆定律(含解析)含解析

高考物理易错题专题三物理闭合电路的欧姆定律(含解析)含解析

高考物理易错题专题三物理闭合电路的欧姆定律(含解析)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(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 -=⨯4.如图所示电路中,电源电动势E =16V ,内电阻r =1.0Ω,电阻R 1=9.0Ω,R 2=15Ω。

(物理)物理部分电路欧姆定律练习题含答案及解析

(物理)物理部分电路欧姆定律练习题含答案及解析

(物理)物理部分电路欧姆定律练习题含答案及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.如图所示的闭合电路中,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,灯泡A标有“6V,3W”,灯泡B标有“4V,4W”.当开关S闭合时A、B两灯均正常发光.求:R1与R2的阻值分别为多少?【答案】R1与R2的阻值分别为3Ω和2Ω【解析】试题分析:流过及B灯的电流,所以流过A灯的电流,由闭合电路欧姆定律:解得:.考点:闭合电路的欧姆定律【名师点睛】对于直流电路的计算问题,往往先求出局部的电阻,再求出外电路总电阻,根据欧姆定律求出路端电压和总电流,再计算各部分电路的电压和电流.2.如图所示,AB和A′B′是长度均为L=2 km的两根输电线(1 km电阻值为1 Ω),若发现在距离A和A′等远的两点C和C′间发生漏电,相当于在两点间连接了一个电阻.接入电压为U=90 V的电源:当电源接在A、A′间时,测得B、B′间电压为U B=72 V;当电源接在B、B′间时,测得A、A′间电压为U A=45 V.由此可知A与C相距多远?【答案】L AC=0.4 km【解析】【分析】【详解】根据题意,将电路变成图甲所示电路,其中R1=R1′,R2=R2′,当AA′接90V,BB′电压为72V,如图乙所示(电压表内阻太大,R2和R′2的作用忽略,丙图同理)此时R1、R1′、R串联,∵在串联电路中电阻和电压成正比,∴R 1:R :R 1′=9V :72V :9V=1:8:1---------------①同理,当BB′接90V ,AA′电压为45V ,如图丙所示,此时R 2、R 2′、R 串联, ∵在串联电路中电阻和电压成正比,∴R 2:R :R 2′=22.5V :45V :22.5V=1:2:1=4:8:4---②联立①②可得:R 1:R 2=1:4由题意,R AB =2km×1 1kmΩ=2Ω=R 1+R 2 ∴R 1=0.4Ω,R 2=1.6Ω AC 相距s=11/R km Ω=0.4km .【点睛】本题考查了串联电路的电阻、电流特点和欧姆定律的应用;解决本题的关键:一是明白电压表测得是漏电电阻两端的电压,二是知道电路相当于三个串联.3.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 的金属电阻丝,单位体积内有n 个自由电子,每一个电子电量为e .该电阻丝通有恒定电流时,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,小红记得老师上课讲过,W =UIt ,但是不记得老师是怎样得出W =UIt 这个公式的,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E =Ul,设导体中全部电荷为q 后,再求出电场力做的功UW qEvt qvt l==,将q 代换之后,小红没有得出W =UIt 的结果. a. 请帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程.b. 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=.(3)由于恒定电场的作用,导体内自由电子会发生定向移动,但定向移动的速率远小于自由电子热运动的速率,而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速,因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化.金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞.假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0(这个时间由自由电子热运动决定,为一确定值),碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失,碰撞时间不计.请根据以上内容,推导证明金属电阻丝的电阻率与金属丝两端的电压无关.【答案】(1)I neSv=(2)见解析(3)电阻率20 2mne tρ=为定值,与电压无关.【解析】(1)假设在ts内,通过导线横截面的总电量为q,则:q=Vne其中ts内,通过横截面所以电子所占体积V=S v t所以q=S v net根据电流的定义,得:qIt==neS v(2)a.如图所示,根据电场强度和电势差的关系,U UEl vt==所以在ts内,恒定电场对自由电荷的静电力做功UW qEl qEvt q vt qUvt====其中q It=,带入上式得W IUt=b.根据题意,单位时间内,通过单位面积的电荷量,称为电流密度即:qjSt=根据电阻定律:lRSρ=又因为l vt=所以:q lU IR qt S jl l l tSρρρ===⋅=⋅(3)自由电子连续两次与同一个不动粒子碰撞的时间间隔为t 0,碰后电子立刻停止运动.根据动量定理由00Uet mv l ⋅=-,得0Uet v ml= 电子定向移动的平均速率为0022Uet v v ml+== 根据电流得微观表达式20022Uet ne USt I neSv neS ml ml==⋅=根据欧姆定律202U mlR I ne St == 根据电阻定律可知22002S ml S m Rl ne St l ne t ρ==⋅= 故影响电阻率的因素为:单位体积的自由电子数目n,电子在恒定电场中由静止加速的平均速度t 0.4.如图是有两个量程的电压表,当使用a 、b 两个端点时,量程为0-10V ,当使用a 、c 两个端点时,量程为0-100V 。

高中物理闭合电路的欧姆定律试题(有答案和解析)含解析

高中物理闭合电路的欧姆定律试题(有答案和解析)含解析

高中物理闭合电路的欧姆定律试题(有答案和解析)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51 3.210C 2Q Q -==⨯'2.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--=== 3.如图所示,质量m=1 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1 m 的光滑绝缘框架上。

高考物理部分电路欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题

高考物理部分电路欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题

高考物理部分电路欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,极板长L=60 cm,两板间的距离d=30 cm,电源电动势E=36 V,内阻r=1 Ω,电阻R0=9 Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电的小球(可视为质点)从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=6 m/s 水平向右射入两板间,小球恰好从A板右边缘射出.已知小球带电荷量q=2×10-2 C,质量m=2×10-2 kg,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)带电小球在平行金属板间运动的加速度大小;(2)滑动变阻器接入电路的阻值.【答案】(1)60m/s2;(2)14Ω.【解析】【详解】(1)小球进入电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速运动,则有:水平方向:L=v0t竖直方向:d=at2由上两式得:(2)根据牛顿第二定律,有:qE-mg=ma电压:U=Ed解得:U=21V设滑动变阻器接入电路的电阻值为R,根据串并联电路的特点有:解得:R=14Ω.【点睛】本题是带电粒子在电场中类平抛运动和电路问题的综合,容易出错的是受习惯思维的影响,求加速度时将重力遗忘,要注意分析受力情况,根据合力求加速度.2.以下对直导线内部做一些分析:设导线单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e,自由电子定向移动的平均速率为v.现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度,其大小用j表示.(1)请建立微观模型,利用电流的定义qIt,推导:j=nev;(2)从宏观角度看,导体两端有电压,导体中就形成电流;从微观角度看,若导体内没有电场,自由电子就不会定向移动.设导体的电阻率为ρ,导体内场强为E,试猜想j与E的关系并推导出j、ρ、E三者间满足的关系式.【答案】(1)j=nev(2)E jρ=【解析】【分析】【详解】(1)在直导线内任选一个横截面S,在△t时间内以S为底,v△t为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过,由电流及电流密度的定义知:I qjS tSVV==,其中△q=neSv△t,代入上式可得:j=nev(2)(猜想:j与E成正比)设横截面积为S,长为l的导线两端电压为U,则UEl =;电流密度的定义为IjS =,将UIR=代入,得UjSR=;导线的电阻lRSρ=,代入上式,可得j、ρ、E三者间满足的关系式为:Ejρ=【点睛】本题一要掌握电路的基本规律:欧姆定律、电阻定律、电流的定义式,另一方面要读懂题意,明确电流密度的含义.3.如图所示,AB和A′B′是长度均为L=2 km的两根输电线(1 km电阻值为1 Ω),若发现在距离A和A′等远的两点C和C′间发生漏电,相当于在两点间连接了一个电阻.接入电压为U=90 V的电源:当电源接在A、A′间时,测得B、B′间电压为U B=72 V;当电源接在B、B′间时,测得A、A′间电压为U A=45 V.由此可知A与C相距多远?【答案】L AC=0.4 km【解析】【分析】【详解】根据题意,将电路变成图甲所示电路,其中R1=R1′,R2=R2′,当AA′接90V,BB′电压为72V,如图乙所示(电压表内阻太大,R2和R′2的作用忽略,丙图同理)此时R1、R1′、R串联,∵在串联电路中电阻和电压成正比,∴R 1:R :R 1′=9V :72V :9V=1:8:1---------------①同理,当BB′接90V ,AA′电压为45V ,如图丙所示,此时R 2、R 2′、R 串联, ∵在串联电路中电阻和电压成正比,∴R 2:R :R 2′=22.5V :45V :22.5V=1:2:1=4:8:4---②联立①②可得:R 1:R 2=1:4由题意,R AB =2km×1 1kmΩ=2Ω=R 1+R 2 ∴R 1=0.4Ω,R 2=1.6Ω AC 相距s=11/R km Ω=0.4km .【点睛】本题考查了串联电路的电阻、电流特点和欧姆定律的应用;解决本题的关键:一是明白电压表测得是漏电电阻两端的电压,二是知道电路相当于三个串联.4.如图所示,U=10V ,电阻R 1=4Ω,R 2=6Ω,电容C=30μF 。

高考物理部分电路欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)含解析(1)

高考物理部分电路欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)含解析(1)

高考物理部分电路欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)含解析(1)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1. 4~1.0T 范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化) (4)磁场反向,磁敏电阻的阻值不变. 【解析】(1)当B =0.6T 时,磁敏电阻阻值约为6×150Ω=900Ω,当B =1.0T 时,磁敏电阻阻值约为11×150Ω=1650Ω.由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多,故滑动变阻器选择分压式接法;由于xVA xR R R R >,所以电流表应内接.电路图如图所示.(2)方法一:根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为:130.4515000.3010R -=Ω=Ω⨯,230.911516.70.6010R -=Ω=Ω⨯,331.5015001.0010R -=Ω=Ω⨯,431.791491.71.2010R -=Ω=Ω⨯,532.7115051.8010R -=Ω=Ω⨯, 故电阻的测量值为1234515035R R R R R R ++++=Ω=Ω(1500-1503Ω都算正确.) 由于0150010150R R ==,从图1中可以读出B =0.9T 方法二:作出表中的数据作出U -I 图象,图象的斜率即为电阻(略).(3)在0~0.2T 范围,图线为曲线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或非均匀变化);在0.4~1.0T 范围内,图线为直线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化);(4)从图3中可以看出,当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时,磁敏电阻的阻值相等,故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关.本题以最新的科技成果为背景,考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力.从新材料、新情景中舍弃无关因素,会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题,及如何根据测得的U 、I 值求电阻.第(3)、(4)问则考查考生思维的灵敏度和创新能力.总之本题是一道以能力立意为主,充分体现新课程标准的三维目标,考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题.2.如图所示的闭合电路中,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,灯泡A标有“6V,3W”,灯泡B标有“4V,4W”.当开关S闭合时A、B两灯均正常发光.求:R1与R2的阻值分别为多少?【答案】R1与R2的阻值分别为3Ω和2Ω【解析】试题分析:流过及B灯的电流,所以流过A灯的电流,由闭合电路欧姆定律:解得:.考点:闭合电路的欧姆定律【名师点睛】对于直流电路的计算问题,往往先求出局部的电阻,再求出外电路总电阻,根据欧姆定律求出路端电压和总电流,再计算各部分电路的电压和电流.3.材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度.如图所示为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线,其中R B、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值.为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值R B.请按要求完成下列实验.(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,并在图中的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0 T,不考虑磁场对电路其他部分的影响).要求误差较小.提供的器材如下:A.磁敏电阻,无磁场时阻值R0=150 ΩB.滑动变阻器R,总电阻约为20 ΩC.电流表A,量程2.5 mA,内阻约30 ΩD.电压表V,量程3 V,内阻约3 kΩE.直流电源E,电动势3 V,内阻不计F.开关S,导线若干(2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如下表:根据上表可求出磁敏电阻的测量值R B=______Ω.结合题图可知待测磁场的磁感应强度B=______T.(3)试结合题图简要回答,磁感应强度B在0~0.2 T和0.4~1.0 T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?________________________________________________________________________.(4)某同学在查阅相关资料时看到了图所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?___________________________________________________________________________.【答案】(1)见解析图(2)1500;0.90(3)在0~0.2T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在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.若加在某导体两端的电压变为原来的35时,导体中的电流减小了0.4A.如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流为多大? 【答案】2A 【解析】 【详解】设是导体两端原来的电压为U ,电流为I ,则导体电阻U R I=, 又由题,导体两端的电压变为原来的35时,导体中的电流减小了0.4 A ,则有35(0.4)UR I -=,联立得()350.4U U I I -=, 解得=1.0A I ,当电压变为2U 时,22A I I '==6.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 IL πρ==. 【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.7.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8.如图所示,在该电路施加U=5V 的电压,R 1=4Ω,R 2=6 Ω,滑动变阻器最大值R 3=10 Ω,则当滑动触头从a 滑到b 的过程中,电流表示数的最小值为多少?【答案】1A【解析】【详解】解:设触头上部分电阻为R,则下部分为3R R-总电阻:2 123123()()()(146(6)10020)20R R R R R R R RRR R R++-+---+===++总当6R=Ω时,R总最大,此时5maxR=Ω电流表示数的最小值为:1minmaxUI AR==9.如图所示的电路中,18R=Ω,24R=Ω,36R=Ω,43R=Ω.(1)求电路中的总电阻;(2)当加在电路两端的电压42U V=时,通过每个电阻的电流是多少?【答案】(1)电路中的总电阻为14Ω(2)当加在电路两端的电压U=42V时,通过四个电阻的电流分别为:3A;3A;1A;2A.【解析】【分析】分析电路图,电阻R3、R4并联,再和R1和R2串联,根据欧姆定律和串并联电路的特点求解.【详解】(1)电路中的总电阻为341234638463R RR R RR R⨯=++=++++Ω=14Ω(2)根据欧姆定律得:I=423A14UR==R1和R2串联且在干路上,所以I1=I2=3A对于R3、R4则有:I3+I4=3A 344312I RI R==所以I3=1A,I4=2A答:(1)电路中的总电阻为14Ω(2)当加在电路两端的电压U=42V时,通过四个电阻的电流分别为:3A;3A;1A;2A.10.如图所示,电源内阻0.4Ωr=,12344ΩR R R R====,当电键K闭合时,电流表与电压表读数分别为2A,2V,试求:(1)电源电动势E;(2)电键K断开时,电压表读数为多少?【答案】(1)7V(2)3.96V【解析】【详解】(1)等效电路图因为22VU=,所以有:120.5AI I==31.5AI=2.5AI=电源的外电压:336VU I R==电源电动势为:6 2.50.4V7VE U Ir=+=+⨯=(2) 电键K断开时,则有:R 外20Ω3=根据闭合电路欧姆定律有:EI R r=+ 则电压表的示数:2 3.96V U IR ==11.在图示电路中,稳压电源的电压U =9V ,电阻R 1=9Ω,R 2为滑动变阻器,电流表为理想电表.小灯泡L 标有“6V ,6W”字样,电阻随温度的变化不计.电键S 断开时,求:(1)电流表的示数I ; (2)小灯泡L 的实际功率P L ;(3)闭合电键S ,为使小灯泡L 正常发光,滑动变阻器R 2接入电路的阻值是多少? 【答案】(1)0.6A (2)2.16W (3)4.5Ω 【解析】 【详解】 (1)由可得:当开关断开时,由欧姆定律可得:(2)小灯泡的实际功率P =I 2R L =0.36×6=2.16W(3)闭合S 后,滑动变阻器与R 1并联,而灯泡正常发光;则总电流灯泡电压为6V ,则并联部分电压为U ′=9-6=3V ; 则R 1中电流则流过滑动变阻器的电流则由欧姆定律可得:.【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律及功率公式的应用,解题时要注意明确题目要求:灯泡电阻不随温度的变化而变化.12.如图所示的电路,电源电压保持不变,R 1=30Ω,R 2=10Ω.当闭合开关S 1、S ,断开S 2时,电流表的示数为0.4A .求:(1)电源电压;(2)当闭合开关S 2、S ,断开S 1时,求电流表的示数:(3)当闭合开关S 1、S 2、S 时,通电100s 。

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)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.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V ,电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。

车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A ;电动机启动的瞬间,电流表示数达到70A 。

求: (1)电动机未启动时车灯的功率。

(2)电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。

(忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化)【答案】(1)120W ;(2)67.5W 【解析】 【分析】 【详解】(1) 电动机未启动时12V U E Ir =-= 120W P UI ==(2)电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻' 1.2U RI ==Ω267.5W RU P ''==电源电动势不变,电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小,回路电流增大,内电路分得电压增大,外电路电压减小,所以车灯电功率减小。

高中物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)(1)

高中物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)(1)

高中物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)(1)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.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V ,电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。

车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A ;电动机启动的瞬间,电流表示数达到70A 。

求: (1)电动机未启动时车灯的功率。

(2)电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。

(忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化)【答案】(1)120W ;(2)67.5W 【解析】 【分析】 【详解】(1) 电动机未启动时12V U E Ir =-= 120W P UI ==(2)电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻' 1.2U R I ==Ω267.5W RU P ''==电源电动势不变,电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小,回路电流增大,内电路分得电压增大,外电路电压减小,所以车灯电功率减小。

高考物理高考物理部分电路欧姆定律技巧小结及练习题

高考物理高考物理部分电路欧姆定律技巧小结及练习题

高考物理高考物理部分电路欧姆定律技巧小结及练习题一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.一根镍铬合金丝的两端加6V的电压时,通过它的电流是2A,求:(1)它的电阻是多少?(2)若通电时间为20s,那么有多少库仑的电荷量通过它?(3)如果在它两端加8V的电压,则这合金丝的电阻是多少?【答案】(1)3Ω(2)40C(3)3Ω【解析】试题分析:(1)根据欧姆定律得,合金丝的电阻R=U/I=3Ω(2)通过合金丝的电荷量Q=It=2×20=40C(3)导体的电阻与其两端的电压及通过它的电流无关,所以电阻仍为R=3Ω。

考点:电流;欧姆定律【名师点睛】题考查欧姆定律以及电流的定义,要注意明确电阻是导体本身的性质,与导体两端的电压和电流无关。

2.有三盘电灯L1、L2、L3,规格分别是“110V,100W”,“110V,60W”,“110V,25W”要求接到电压是220V的电源上,使每盏灯都能正常发光.可以使用一直适当规格的电阻,请按最优方案设计一个电路,对电阻的要求如何?【答案】电路如图所示,电阻的要求是阻值为806.7Ω,额定电流为A.【解析】将两个电阻较大的电灯“110V 60W”、“110V 25W”与电阻器并联,再与“110V100W”串连接在220V的电源上,电路连接如图所示,当左右两边的总电阻相等时才能各分压110V,使电灯都正常发光.由公式P=UI得L1、L2、L3的额定电流分别为:I1==A=A,I2==A=A,I3=A=A则通过电阻R的电流为 I=I1﹣I2﹣I3=A=AR==Ω=806.7Ω答:电路如图所示,电阻的要求是阻值为806.7Ω,额定电流为A.【点评】本题考查设计电路的能力,关键要理解串联、并联电路的特点,知道用电器在额定电压下才能正常工作,设计好电路后要进行检验,看是否达到题目的要求.3.如图所示,灵敏电流计的内阻Rg 为500Ω,满偏电流为Ig 为1mA 。

当使用a 、b 两个端点时,是量程为I 1的电流表,当使用a 、c 两个端点时,是量程为I 2的电流表;当使用a 、d 两个端点时,是量程为U 的电压表。

高考物理部分电路欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

高考物理部分电路欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

高考物理部分电路欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度.如图所示为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线,其中R B、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值.为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值R B.请按要求完成下列实验.(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,并在图中的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0 T,不考虑磁场对电路其他部分的影响).要求误差较小.提供的器材如下:A.磁敏电阻,无磁场时阻值R0=150 ΩB.滑动变阻器R,总电阻约为20 ΩC.电流表A,量程2.5 mA,内阻约30 ΩD.电压表V,量程3 V,内阻约3 kΩE.直流电源E,电动势3 V,内阻不计F.开关S,导线若干(2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如下表:123456U(V)0.000.450.91 1.50 1.79 2.71I(mA)0.000.300.60 1.00 1.20 1.80根据上表可求出磁敏电阻的测量值R B=______Ω.结合题图可知待测磁场的磁感应强度B=______T.(3)试结合题图简要回答,磁感应强度B在0~0.2 T和0.4~1.0 T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?________________________________________________________________________.(4)某同学在查阅相关资料时看到了图所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?___________________________________________________________________________.【答案】(1)见解析图(2)1500;0.90(3)在0~0.2T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在2.如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R最大阻值为36Ω,灯泡电阻不随温度变化。

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)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,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--===3.如图所示,电流表A 视为理想电表,已知定值电阻R 0=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 。

高考物理一轮复习学案:专题9 闭合电路欧姆定律应用及动态分析

高考物理一轮复习学案:专题9  闭合电路欧姆定律应用及动态分析

努力必有收获,坚持必会胜利,加油向未来!高三复习专题9 闭合电路欧姆定律应用一、闭合电路欧姆定律应用【知识梳理】【题型1】如图,电路中电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,小灯泡L额定电压U=8V,额定功率字迹模糊不清,电动机M线圈电阻RM=2Ω.闭合开关S后,灯泡恰好正常发光,电动机输出机械功率P=3.5W.求:(1)电源中电流I;(2)电动机线圈中电流IM;(3)小灯泡额定功率PL。

【强化练习1】如图所示,电源电动势E=6V,小灯泡L标有“3V,0.9W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则()A.电源的内阻为10ΩB.电动机的内阻为4ΩC.电动机正常工作的电压为1.8VD.电源的效率为70%【强化练习2】如图所示,图线a是某一电源的U-I曲线,图线b是一定值电阻的U-I曲线,若将该电源与该定值电阻连成闭合电路(该电源的内阻r=2.0Ω),则下列说法正确的是()A.该定值电阻为6ΩB.该电源的电动势为20VC .将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大D .将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大二、闭合电路动态分析【题型1】在图所示电路中,电源电动势为E ,内阻为r ,电流表A 、电压表V 1、V 2、V 3均为理想电表,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器。

闭合开关S ,当R 2的滑动触头P 由下端向上滑动的过程中( )A .电压表V 1、V 2的示数增大,电压表V 3的示数不变B .电流表A 示数变大,电压表V 3的示数变小C .电压表V 2示数与电流表A 示数的比值不变D .电压表V 3示数变化量的绝对值与电流表A 示数变化量的绝对值的比值不变【题型2】如图所示,当滑线变阻器的滑动触头向上端移动时( )A .电压表V 的示数增大,电流表A 的示数减小B .电流表A 和电压表V 的示数都增大C .电流表A 和电压表V 的示数都减小D .电压表V 的示数减小,电流表A 的示数增大【方法总结】【强化练习1】如图所示的电路中,E 为电源电动势,r 为电源内阻,R 1和R 3均为定值电阻,R 2为滑动变阻器。

高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及练习题及解析

高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及练习题及解析

高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及练习题及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律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,3个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF,开始开关闭合,电流表内阻不计,求:(1)电流表的读数;(2)电容器所带电荷量;(3)开关断开后,通过R 2的电荷量.【答案】(1)0.8A (2)6.4×10-5C ;(3)3.2×10-5C【解析】试题分析:(1)当电键S 闭合时,电阻R 1、R 2被短路.根据欧姆定律得,电流表的读数340.841E I A A R r ===++ (2)电容器所带的电量Q=CU 3=CIR 3=20×10-6×0. 8×4C=6.4×10-5C ;(3)断开电键S 后,电容器相当于电源,外电路是R 1、R 2相当并联后与R 3串联.由于各个电阻都相等,则通过R 2的电量为Q′=1/2Q=3.2×10-5C考点:闭合电路的欧姆定律;电容器【名师点睛】此题是对闭合电路的欧姆定律以及电容器的带电量的计算问题;解题的关键是搞清电路的结构,知道电流表把两个电阻短路;电源断开时要能搞清楚电容器放电电流的流动路线,此题是中等题,考查物理规律的灵活运用.2.地球表面附近存在一个竖直向下的电场,其大小约为100V /m 。

在该电场的作用下,大气中正离子向下运动,负离子向上运动,从而形成较为稳定的电流,这叫做晴天地空电流。

地表附近某处地空电流虽然微弱,但全球地空电流的总电流强度很大,约为1800A 。

以下分析问题时假设地空电流在全球各处均匀分布。

(1)请问地表附近从高处到低处电势升高还是降低?(2)如果认为此电场是由地球表面均匀分布的负电荷产生的,且已知电荷均匀分布的带电球面在球面外某处产生的场强相当于电荷全部集中在球心所产生的场强;地表附近电场的大小用E 表示,地球半径用R 表示,静电力常量用k 表示,请写出地表所带电荷量的大小Q 的表达式;(3)取地球表面积S =5.1×1014m 2,试计算地表附近空气的电阻率ρ0的大小; (4)我们知道电流的周围会有磁场,那么全球均匀分布的地空电流是否会在地球表面形成磁场?如果会,说明方向;如果不会,说明理由。

高考物理易错题专题三闭合电路的欧姆定律(含解析)及解析

高考物理易错题专题三闭合电路的欧姆定律(含解析)及解析

高考物理易错题专题三闭合电路的欧姆定律(含解析)及解析一、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 =1 m ,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 =10 mm ,定值电阻R 1=R 2=12 Ω,R 3=2 Ω,金属棒ab 的电阻r =2 Ω,其他电阻不计.磁感应强度B =0.5 T 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 =10 m /s 2,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:(1)匀强磁场的方向和MN 两点间的电势差(2)ab 两端的路端电压;(3)金属棒ab 运动的速度.【答案】(1) 竖直向下;0.1 V (2)0.4 V . (3) 1 m /s .【解析】【详解】(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态,因为重力竖直向下,所以电场力竖直向上,故M 板带正电.ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势,ab 棒等效于电源,感应电流方向由b →a ,其a 端为电源的正极,由右手定则可判断,磁场方向竖直向下. 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态,根据平衡条件有mg =Eq 又MN U E d= 所以U MN =mgd q=0.1 V (2)由欧姆定律得通过R 3的电流为I =3MN U R =0.05 A 则ab 棒两端的电压为U ab =U MN +I ×0.5R 1=0.4 V .(3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E =BLv由闭合电路欧姆定律得E =U ab +Ir =0.5 V联立解得v =1 m /s .2.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--=== 3.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。

高中物理部分电路欧姆定律解题技巧讲解及练习题(含答案)

高中物理部分电路欧姆定律解题技巧讲解及练习题(含答案)

【答案】(1)① 【解析】(1)①根据 理

(2)①见解析②见解析
,由图像知:
,代入可得
,同
根据 ,由已知 代入可得:
②因为两导线串联,所以电流
,由欧姆定律 ,电阻定律

,长度分别为 和
代入可得:
(2)①在直导线内任选一个横截面 S,在 时间内以 S 为底, 为高的柱体内的自由电
子都将从此截面通过,由电流及电流密度的定义知: 代入可得:
4.两根材料相同的均匀直导线 a 和 b 串联在电路上,a 长为 ,b 长为 。 (1)若沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示,求:
①a、b 两导线内电场强度大小之比 ;
②a、b 两导线横截面积之比 。
(2)以下对直导线内部做进一步分析:设导线单位体积内有 n 个自由电子,电子电荷量为 e,自由电子定向移动的平均速率为 v。现将导线中电流 I 与导线横截面积 S 的比值定义为 电流密度,其大小用 j 表示。
值随着温度变化更显著。
6.AB 两地间铺有通讯电缆,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成,通常称为双 线电缆。电缆长为 L,每一条电缆的电阻为 R.某次事故中不小心损坏了电缆,电缆的损坏 有两种可能情况:绝缘层轻微受损,导致两导线间漏电,简称漏电故障(相当于在该处的 两导线间接有一个电阻);绝缘层严重破坏,导致两导线直接短路,称之为短路故障。设 导线间只有一处绝缘层破损。为判断破损处是哪种情况,在 AB 两端均处开路的前提下做 了以下工作: (1)在 A 地两端间接一恒压电源 U,在 B 地两端间接理想电压表,测出电压表示数为 UB ,在 B 地两端间接同一电源,在 A 地两端间接理想电压表,测出电压表示数为 UA .若 UA = UB =0,是什么故障类型?若 UA ≠0,UB ≠0,是什么故障类型? (2)在 A 地两端间接欧姆表测出电阻为 RA,在 B 地两端间接欧姆表测出电阻为 RB。

高中物理闭合电路的欧姆定律试题类型及其解题技巧

高中物理闭合电路的欧姆定律试题类型及其解题技巧

高中物理闭合电路的欧姆定律试题类型及其解题技巧一、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.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.3.在如图所示电路中,电源电动势为12V ,电源内阻为1.0Ω,电路中电阻0R 为1.5Ω,小型直流电动机M 的内阻为0.5Ω.闭合开关S 后,电动机转动,电流表的示数为2.0A .求:(1)电动机两端的电压;(2)电源输出的电功率. 【答案】(1)7.0V (2)20W 【解析】试题分析:(1)电动机两端的电压等于电源电动势减去内阻电压与电阻0R 电压之和,(2)电源输出的电功率等于电源的总功率减去热功率. (1)电路中电流表的示数为2.0A ,所以电动机的电压为()012212 1.57R U E U U V V =--=-⨯-⨯=内(2)电源的输出的功率为:()221222120P EI I r W W =-=⨯-⨯=总4.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=0.50Ω5.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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题一、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,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 =6Vr =2Ω.2.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V ,电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。

车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A ;电动机启动的瞬间,电流表示数达到70A 。

求:(1)电动机未启动时车灯的功率。

(2)电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。

(忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化)【答案】(1)120W ;(2)67.5W【解析】【分析】【详解】(1) 电动机未启动时12V U E Ir =-=120W P UI ==(2)电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻'1.2U R I==Ω 267.5W RU P ''== 电源电动势不变,电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小,回路电流增大,内电路分得电压增大,外电路电压减小,所以车灯电功率减小。

3.如图所示,电路中接一电动势为4V 、内阻为2Ω的直流电源,电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为4Ω,电容器的电容为30μF ,电流表的内阻不计,当电路稳定后,求:(1)电流表的读数(2)电容器所带的电荷量(3)如果断开电源,通过R 2的电荷量【答案】(1)0.4A (2)4.8×10-5C (3)-5=2.4102Q C ⨯ 【解析】【分析】【详解】当电键S 闭合时,电阻1R 、2R 被短路.根据欧姆定律求出流过3R 的电流,即电流表的读数.电容器的电压等于3R 两端的电压,求出电压,再求解电容器的电量.断开电键S 后,电容器通过1R 、2R 放电,1R 、2R 相当并联后与3R 串联.再求解通过2R 的电量. (1)当电键S 闭合时,电阻1R 、2R 被短路.根据欧姆定律得电流表的读数30.4E IA R r==+ (2)电容器所带的电量533 4.810Q CU CIR C -===⨯(3)断开电键S 后,电容器相当于电源,外电路是1R 、2R 相当并联后与3R 串联.由于各个电阻都相等,则通过2R 的电量为51 2.4102Q Q C -==⨯'4.如图所示,在A 、B 两点间接一电动势为4V ,内电阻为1Ω的直流电源,电阻1R 、2R 、3R 的阻值均为4Ω,电容器的电容为30F μ,电流表内阻不计,当电键S 闭合时,求:(1)电流表的读数.(2)电容器所带的电量.(3)断开电键S 后,通过2R 的电量.【答案】(1)0.8A ;(2)59.610C -⨯;(3)54.810C -⨯【解析】试题分析:当电键S 闭合时,电阻1R 、2R 被短路.根据欧姆定律求出流过3R 的电流,即电流表的读数.电容器的电压等于3R 两端的电压,求出电压,再求解电容器的电量.断开电键S 后,电容器通过1R 、2R 放电,1R 、2R 相当并联后与3R 串联.再求解通过2R 的电量.(1)当电键S 闭合时,电阻1R 、2R 被短路.根据欧姆定律得:电流表的读数340.841E I A A R r ===++ (2)电容器所带的电量653330100.849.610Q CU CIR C C --===⨯⨯⨯=⨯(3)断开电键S 后,电容器相当于电源,外电路是1R 、2R 相当并联后与3R 串联.由于各个电阻都相等,则通过2R 的电量为51 4.8102Q Q C -==⨯'5.如图所示的电路中,当S 闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V 和0.4A .当S 断开时,它们的示数各改变0.1V 和0.1A ,求电源的电动势和内电阻.【答案】E =2 V ,r =1 Ω【解析】试题分析:当S 闭合时,R 1、R 2并联接入电路,由闭合电路欧姆定律得:U 1=E -I 1r 即E =1.6+0.4r ,①当S 断开时,只有R 1接入电路,由闭合电路欧姆定律得:U 2=E -I 2r ,即E =(1.6+0.1)+(0.4-0.1)r ,②由①②得:E =2 V ,r =1 Ω.考点:闭合电路欧姆定律【名师点睛】求解电源的电动势和内阻,常常根据两种情况由闭合电路欧姆定律列方程组求解,所以要牢记闭合电路欧姆定律的不同表达形式.6.如图所示,电源电动势E =27 V ,内阻r =2 Ω,固定电阻R 2=4 Ω,R 1为光敏电阻.C 为平行板电容器,其电容C =3pF ,虚线到两极板距离相等,极板长L =0.2 m ,间距d =1.0×10-2 m .P 为一圆盘,由形状相同透光率不同的二个扇形a 、b 构成,它可绕AA′轴转动.当细光束通过扇形a 、b 照射光敏电阻R 1时,R 1的阻值分别为12 Ω、3 Ω.有带电量为q =-1.0×10-4 C 微粒沿图中虚线以速度v 0=10 m/s 连续射入C 的电场中.假设照在R 1上的光强发生变化时R 1阻值立即有相应的改变.重力加速度为g =10 m/s 2.(1)求细光束通过a 照射到R 1上时,电容器所带的电量;(2)细光束通过a 照射到R 1上时,带电微粒刚好沿虚线匀速运动,求细光束通过b 照射到R 1上时带电微粒能否从C 的电场中射出.【答案】(1)111.810C Q -=⨯(2)带电粒子能从C 的电场中射出【解析】【分析】由闭合电路欧姆定律求出电路中电流,再由欧姆定律求出电容器的电压,即可由Q=CU 求其电量;细光束通过a 照射到R 1上时,带电微粒刚好沿虚线匀速运动,电场力与重力二力平衡.细光束通过b 照射到R 1上时,根据牛顿第二定律求粒子的加速度,由类平抛运动分位移规律分析微粒能否从C 的电场中射出.【详解】(1)由闭合电路欧姆定律,得12271.5A 1242EIR R r===++++又电容器板间电压22CU U IR==,得U C=6V设电容器的电量为Q,则Q=CU C解得111.810CQ-=⨯(2)细光束通过a照射时,带电微粒刚好沿虚线匀速运动,则有CUmg qd=解得20.610m kg-=⨯细光束通过b照射时,同理可得12CU V'=由牛顿第二定律,得CUq mg mad'-=解得210m/sa=微粒做类平抛运动,得212y at=,ltv=解得20.210m2dy-=⨯<,所以带电粒子能从C的电场中射出.【点睛】本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动,解题的关键是明确带电粒子的受力情况,判断其运动情况,对于类平抛运动,要掌握分运动的规律并能熟练运用.7.如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流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.计算:(1)定值电阻R2的阻值;(2)滑动变阻器的最大阻值;(3)电源的电动势和内阻.【答案】(1)5Ω(2)300Ω (3)20V;20Ω【解析】【详解】(1)当R3的滑片滑到最右端时,R3、R1均被短路,此时外电路电阻等于R2,且对应于图线上B点,故由B点的U、I值可求出R2的阻值为:2450.8BBURI==Ω=Ω(2)滑动变阻器的滑片置于最左端时,R3阻值最大.设此时外电路总电阻为R,由图像中A 点坐标求出: 16800.2A A U R I ==Ω=Ω 13213++R R R R R R = 代入数据解得滑动变阻器最大阻值3300R =Ω(3)由闭合电路欧姆定律得:+E U Ir =将图像中A 、B 两点的电压和电流代入得:16+0.2E r =4+0.8E r =解得20V E =20r =Ω8.如图所示电路,已知R 3=4Ω,闭合电键,安培表读数为0.75A ,伏特表读数为2V ,经过一段时间,一个电阻被烧坏(断路),使安培表读数变为0.8A ,伏特表读数变为3.2 V ,问:(1)哪个电阻发生断路故障?(2)R 1的阻值是多少? (3)能否求出电源电动势E 和内阻r ?如果能,求出结果;如果不能,说明理由.【答案】(1)R 2被烧断路(2)4Ω(3)只能求出电源电动势E 而不能求出内阻r ,E =4V【解析】【分析】【详解】(1)由于发生故障后,伏特表和安培表有示数且增大,说明外电阻增大,故只能是R 2被烧断了.(2)R 2被烧断后,电压表的示数等于电阻R 1两端的电压,则111 3.240.8U R I '==Ω=Ω'.。

(3)第一种情况下,有:电阻R 3两端的电压为:U 3=I 1R 1-U 1=0.75×4-2=1V ,通过电阻R 3的电流为33310.25A 4U I R ===,根据闭合电路欧姆定律得:E =I 1R 1+(I 1+I 3)(R 4+r ) 第二情况下,有E =U 1′+I 1′(R 4+r )代入可得:E =3+(R 4+r )E =3.2+0.8(R 4+r )解得:E =4V ,R 4+r =1Ω,由于R 4未知,故只能求出电源电动势E 而不能求出内阻r 。

【名师点睛】本题闭合电路的欧姆定律的应用以及电路的分析和计算问题,注意解题时要注意有两种情况,根据闭合电路欧姆定律列出两个方程,求解电动势或内阻,是常用的方法;此题同时给了我们一个测量电动势的方法.9.如图所示,合上电键S 1。

当电键S 2闭合时,电流表的示数为0.75A ;当电键S 2断开时,电流表的示数为0.5A ,R 1=R 2=2Ω。

求电源电动势E 和内电阻r 。

【答案】E =1.5V r =1Ω。

【解析】【详解】当电键S 2闭合时,电流表的示数为0.75A ,有: 111()2R E I R r I r =+=+并()当电键S 2断开时,电流表的示数为0.5A ,有: E =I 2(R 1+r )代入数据解得E =1.5Vr =1Ω。

10.如图所示的电路中,当开关K 断开时,V 、A 的示数分别为2.1V 和0.5A ,闭合K 后它们的示数变为2V 和0.6A ,求电源的电动势和内电阻?(两表均为理想表)【答案】2.6V ,1Ω【解析】【分析】【详解】解:根据欧姆定律得:11E U I r =+,22E U I r =+代入数据得: 2.10.5E r =+,20.6E r =+解得:E =2.6V ,r =1Ω11.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:电源的电动势E 和内阻r .【答案】6V ;1Ω【解析】【分析】【详解】根据闭合电路欧姆定律,得当电阻箱读数为12R =Ω时111U E U r R =+ ① 当电阻箱读数为25R =Ω时,222U E U r R =+② 联立上两式得21121221()1U U R R r U R U R -==Ω- 代入①式得6V E =.12.一电源的电动势为6V 、外接电阻R 1=3.0Ω时,路端电压为4.5V .求: (1)该电源的内阻多大?(2)如果在外电路再串联一个R 2=6.0Ω的电阻,流过电源的电流是多大?【答案】(1)该电源的内阻为1.0Ω;(2)如果在外电路再串联一个R 2=6.0Ω的电阻,流过电源的电流是2.0A 。

相关文档
最新文档