【物理】物理部分电路欧姆定律练习题及答案及解析
欧姆定律知识练习题及详细解析
欧姆定律知识练习题及详细解析【典型例题】类型一、探究电流与电压、电阻的关系1.某小组在探究电流与电压关系时,得到的实验数据如下表:R=10Ω电压U/V 2 4 6电流I/A 0.2 0.4 0.6(1) 分析数据发现:在______时,______跟______成______(填“正”或“反”)比。
(2)在坐标纸上画出U-I关系图。
(3) 在本实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路外,主要是__________________。
【思路点拨】本题是物理课上常用的控制变量法,注意不变量,也就是在一定的前提下,还要注意电压和电流的因果关系,所以在表达时需注意。
【答案】(1)电阻一定;导体中的电流;导体两端的电压;正;(2) 如图所示;(3)改变定值电阻两端的电压【解析】(1)注意:在回答结论时一定要说上前提条件即电阻不变。
由表格可知电流改变的倍数与电压改变的倍数相等,即正比例关系。
在结论中一定要说电流与电压成正比,而不能说反。
这是因为有电压才有电流,电压是因,电流是果,因此结论一定要说电阻一定时,电流和电压成正比。
(2)做图时,在坐标上描出对应的点连线即可以。
因为电压若为0,电流也为0,所以该图象过原点。
【总结升华】本题的主要意图是考查描点作图法、分析实验结论的能力以及滑动变阻器在电路中的作用.举一反三:【变式】(2014•大港区二模)某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,利用如图所示电路,在a、b两点间分别接入定值电阻R1、R2,R1>R2,通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U-I 关系图象,图中能正确反映两个电阻大小关系的是()【答案】B2. 小明同学,探究保持电压不变时,电流跟电阻的关系,得到的数据如下表。
电阻 5 6 1120 3(1)分析表中的数据,可以得出的结论【答案】(1)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比(2)调节R′的阻值,保持电阻R两端电压不变【解析】(1)从表中的数据知在电压不变时,电阻增大到原来的几倍,电流就减小到原来的几分之一。
(物理)物理欧姆定律测试题(含答案)
(物理)物理欧姆定律测试题(含答案)一、选择题1.如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。
S闭合,滑动变阻器滑片P由a向b滑动,下列说法正确的是()A. 电压表V1示数与电压表V2示数之和变大B. 电压表V1示数与电流表A示数的乘积变大C. 电压表V1示数与电流表A示数的比值变大D. 电压表V2示数与电流表A示数的比值变大【答案】D【解析】【解答】等效电路图如下,R1与R2串联,V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压。
A、开关S闭合,当滑片P由a向b滑动时,由串联电路的电压特点可知,电压表V1示数与电压表V2示数之和等于电源电压,则两个电压表示数之和不变,A不符合题意;BCD、滑片P由a向b滑动,变阻器R2接入电路的阻值变大,总电阻变大,由I= 知电路中电流变小,电流表A的示数变小;由U=IR可知,定值电阻R l两端电压变小,即V1的示数变小,则V2示数就会变大;所以,电压表V1示数与电流表A示数的乘积变小,B不符合题意;电压表V2示数与电流表A示数的比值变大,D符合题意;由欧姆定律可知,电压表V1与A的示数之比等于定值电阻R1的阻值,所以该比值不变,C 不符合题意。
故答案为:D。
【分析】先画出等效电路图,确认电路的连接方式为串联和电表的测量对象,根据串联电路的特点分析.2.如图所示电路,电源电压保持不变,R1=5Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为15Ω.闭合开关S,向左移动滑动变阻器滑片P的过程中,下列说法正确的是()A. 电流表A的示数变小B. 电压表V的示数增大C. 滑片可在R2上任意移动D. 若滑片移到b端时,R1与R2的电功率之比为3:1【答案】 D【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源两端的电压,电流表测干路电流,(1)因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,B不符合题意;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过R1的电流不变,向左移动滑动变阻器滑片P的过程中,R2接入电路中的电阻变小,由I=可知,通过R2的电流变大,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表A的示数变大,A不符合题意;(2)由电路图可知,R2的滑片移至a端时会造成电源短路,所以,滑片不可在R2上任意移动,C不符合题意;(3)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,若滑片移到b端时,由P=UI=可知,R1与R2的电功率之比:====,D符合题意。
高二物理全电路欧姆定律试题答案及解析
高二物理全电路欧姆定律试题答案及解析1.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,A为灯泡,D为理想的电压表.在变阻器的滑片P由B端向C端滑动的过程中A.A灯变亮,D示数变大B.A灯变亮,D示数变小C.A灯变暗,D示数变大D.A灯变暗,D示数变小【答案】D【解析】变阻器的滑片P由B端向C端滑动的过程中滑动变阻器连入电路的电阻减小,故电路总电阻减小,根据闭合回路欧姆定律可得路段电压减小,即D的示数减小,由于总电阻减小,故总电流增大,所以R两端的电压增大,而路端电压是减小的,所以并联电路两端的电压减小,所以灯泡A两端的电压减小,故A灯变暗,D正确;【考点】考查了闭合回路欧姆定律的应用2.2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。
某探究小组查到某磁敏分别表示有、无磁场时磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图甲所示,其中R、R电阻的阻值。
为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路.关于这个探究实验,下列说法中正确的是()A.由图甲可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度的增加而增加,与磁场的方向无关。
B.由图甲可知无磁场时(B=0)磁敏电阻的阻值最大。
C.闭合开关S,图乙中只增加磁感应强度的大小时,通过电源的电流增加D.闭合开关S,图乙中只增加磁感应强度的大小时,路端电压增加【答案】 AD【解析】试题分析: 由图可以看出,磁敏电阻的阻值只与磁感应强度的大小有关.随着磁感应强度变大,电阻变大;闭合开关S,图乙中只增加磁感应强度的大小时,磁敏电阻的阻值变大,电路电流减小,Pb两端电压减少,由E=U+Ir,可知路端电压增大,所以晓以电压表的示数增大,故A正确;由甲图可知,磁敏电阻的阻值的磁感应强度的方向无关,只改变磁场方向原来方向相反时,伏特表示数不变,故B错误;闭合开关S,图乙中只增加磁感应强度的大小时,由选项A分析可知,电压表读数增大,也就是aP段的两端电压增加,而电阻没变,故通过ap的电流一定增大,故C错误;闭合开关S,如果原来的外电阻小于内电阻,图乙中只增加磁感应强度的大小时,磁敏电阻的阻值变大,可能使得外电路电阻等于电源的内阻,此时电源的输出功率最大,故电源输出功率可能增大,故D正确.【考点】闭合电路的欧姆定律3.如图所示的电路中,闭合电键S并调节滑动变阻器滑片P的位置,使A、B、C三灯亮度相同,若继续将P向下移动,则三灯亮度变化情况为()A.A灯变亮 B.B灯变亮 C.A灯最暗 D.C灯最暗【答案】A【解析】将变阻器滑片P向下移动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据全电路欧姆定律得知,总电流IA 增大,则A灯变亮.故A正确;并联部分的电压U并=E-IA(RA+r),E、RA 、r不变,IA增大,U并减小,B灯变暗.所以B错误;通过C灯的电流IC=I-IB,I增大,IB减小,则IC 增大,C灯变亮.IA=IB+IC,由于IB减小,IC增大,IA增大,所以C灯电流的增加量大于A灯的增加量,C灯最亮.B等最暗,故C错误;D错误。
初二物理欧姆定律试题答案及解析
初二物理欧姆定律试题答案及解析1.在图所示的电路中,电源电压不变。
闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A的示数将_________;电压表V1与电流表A示数的比值将___________。
(均选填“变小”、“不变”或“变大”)【答案】变小;不变【解析】由电路图可知,两电阻R1R2串联,电压表V1测定值电阻R1的电压,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,由可知电源电压不变,电阻变大,电流变小,电流表示数变小。
电压表V1与电流表A示数的比值,就是定值电阻R1的阻值,所以比值不变。
【考点】动态电路分析、欧姆定律点评:本题考查了动态电路分析、欧姆定律,首先分析电路的连接方式,再根据欧姆定律逐一分析各用电器的电流、电压的变化。
2.如图所示,电源两端的电压不变,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表V和电流表A 的示数变化情况是A.V示数不变,A示数变大B.V示数变大,A示数变小C.V示数变小,A示数变大D.V示数变大,A示数变大【答案】D【解析】当滑片左移时,滑动变阻器接入电阻减小,则由欧姆定律可得,电路中电流变大;R两端的电压增大,则电压表示数变大。
3.电阻R1=5Ω,R2=10Ω,如果并联在电路中,则通过电阻R1、R2的电流之比是,R1、R2两端的电压之比是 .【答案】 1:1,1:2【解析】因两电阻串联,故通过两电阻的电流相等,即电流之比为1:1;欧姆定律U=IR得:U1=IR1,U2=IR2,即电压之比:U1/U2=R1/R2="5Ω/10Ω" ="1/2"4.在如图所示的电路中,电源电压为6伏且不变,电阻R1的阻值为20欧。
闭合S,电流表的示数为0.1安。
求:(1)电压表的示数.(2)电阻R2的阻值.【答案】(1) 2V(2)40Ω【解析】(1)R1两端的电压U1=IR1=0.1A×20Ω=2V;电压表是测量电阻R1两端的电压,所以其示数是2V,(2)电阻R2两端的电压U2=U-U1=6V-2V=4V;电阻R2的阻值R2=U2/I ="4V/0.1A"=40Ω.5.一个电阻两端加上30V电压时,通过它的电流是6A,现给它两端加上15V电压时,它的电阻是A.0.2ΩB.2.5ΩC.5ΩD.7.5Ω【答案】 C【解析】(1)电阻阻值R="U/I" ="30V/6A" =5Ω;(2)电阻两端电压变为15V后,电阻的材料、长度、横截面积不变,电阻阻值不变,仍为5Ω.6.将R1、R2(R1>R2)按照下图中四种不同接法分别接在下图中MN两端(电源电压恒定不变),则当开关闭合后,电流表示数最大的接法()【答案】C【解析】电源电压不变,电流表示数最大,就是电阻最小。
(物理)物理部分电路欧姆定律专项习题及答案解析及解析
(物理)物理部分电路欧姆定律专项习题及答案解析及解析一、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.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)3.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。
(物理)物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)及解析
(物理)物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.如图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y 轴方向没有变化,与横坐标x 的关系如图2所示,图线是双曲线(坐标轴是渐进线);顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON 固定在水平面内,ON 与x 轴重合,一根与ON 垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON 向右滑动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.已知t=0时,导体棒位于顶角O 处;导体棒的质量为m=2kg ;OM 、ON 接触处O 点的接触电阻为R=0.5Ω,其余电阻不计;回路电动势E 与时间t 的关系如图3所示,图线是过原点的直线.求:(1)t=2s 时流过导体棒的电流强度I 2的大小; (2)1~2s 时间内回路中流过的电量q 的大小;(3)导体棒滑动过程中水平外力F (单位:N )与横坐标x (单位:m )的关系式. 【答案】(1)t=2s 时流过导体棒的电流强度I 2的大小为8A ; (2)1~2s 时间内回路中流过的电量q 的大小为6C ;(3)导体棒滑动过程中水平外力F 与横坐标x 的关系式为F=(4+4)N .【解析】试题分析:(1)根据E —t 图像中的图线是过原点的直线特点 有:EI R=得:28I A =(2分) (2)可判断I —t 图像中的图线也是过原点的直线 (1分) 有:t=1s 时14I A =可有:122I I q I t t +=∆=∆(2分) 得:6q C =(1分)(3)因θ=45°,可知任意t 时刻回路中导体棒有效切割长度L=x (2分) 再根据B —x 图像中的图线是双曲线特点:Bx=1 有:()E BLv Bx v ==且2E t =(2分)可得:2v t =,所以导体棒的运动是匀加速直线运动,加速度22/a m s =(2分) 又有:()F BIL BIx Bx I 安===且I 也与时间成正比 (2分) 再有:F F ma -=安(2分)212x at =(2分) 得:44F x =+(2分)考点:本题考查电磁感应、图像、力与运动等知识,意在考查学生读图、试图的能力,利用图像和数学知识解决问题的能力.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.图示为汽车蓄电池与车灯、小型启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05Ω,电表可视为理想电表。
【物理】 初中物理欧姆定律试题(有答案和解析)及解析
【物理】初中物理欧姆定律试题(有答案和解析)及解析一、欧姆定律选择题1.为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。
R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。
若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是()A. AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次B. 绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等C. 绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍D. 绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍【答案】D【解析】【解答】解(1)当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1电阻变大,计数器会计数一次,信号处理系统记录的是AB间每一时刻的电压(AB间的电压即R2两端的电压),因为R1、R2串联,根据串联电路的分压原理可知,此时R2两端的电压较低,所以应该是AB 两端电压为2V时,跳绳自动计数器会计数一次,A不符合题意;因为电源电压12V,所以此时R1两端电压是12V-2V=10V,根据串联电路电流处处相等:,解得R1=5R2, B不符合题意;由乙图可以看出,当没有挡住射向R1的激光,U2'=U AB'=6V,由串联电路的分压原理可知此时两电阻相等,C不符合题意;且R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】两电阻串联,AB间电压为R2两端电压,射向R1的激光被挡时它的电阻变化,由串联电路分压原理,结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题.2.某兴趣小组为了研究电子温控装置,连接成如图所示电路,R1为热敏电阻,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,闭合开关,当温度降低时,下列说法中正确的是()A. 电压表V2和电流表A示数均变大B. 电压表V1和电流表A示数之比不变C. 电压表V2和电流表A的乘积不变D. 电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变【答案】D【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联后再与R0串联,电压表V1测并联部分的电压,电压表V2测R0两端的电压,电流表测干路中的电流.(1)因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度降低时,热敏电阻R1的阻值变大,并联部分的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I= 可知,干路中的电流变小,即电流表A的示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,故A错误;由电压表V2示数变小、电流表A示数变小可知,电压表V2和电流表A的乘积变小,故C 错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,并联部分的电压变大,即电压表V1的示数变大,由电压表V1的示数变大、电流表A示数变小可知,电压表V1和电流表A示数之比变大,故B错误;(2)设温度变化前后,干路中的电流分别为I1、I2,则电压表V2示数的变化量:△U2=I2R0﹣I1R0=(I2﹣I1)R0=△IR0,即 =R0,且R0的阻值不变,所以,电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变,故D正确.故选D.【分析】由电路图可知,R1与R2并联后再与R0串联,电压表V1测并联部分的电压,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)根据热敏电阻阻值与温度的关系得出当温度降低时其阻值的变化,进一步可知并联部分的电阻变化和电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,然后得出电压表V2和电流表A 的乘积变化;根据串联电路的电压特点和并联电路的电压特点可知电压表V1的示数变化,然后得出电压表V1和电流表A示数之比变化;(2)设出温度变化前后电路中的电流,根据欧姆定律得出电压表示数和电流表示数与R0的阻值关系,然后得出电压表V2变化量和电流表A变化量之比的变化.3.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.4.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.5.如图所示的电路中,电源电压不变,开关s闭合,滑片P移动到b点时,R1消耗的功率为P1;滑片P移到小中点时,R1消耗的功率为 =2:9,滑片P在b点和在中点时,R2消耗的功率之比为()A. 1:2B. 2:5C. 2:9D. 4:9【答案】D【解析】【解答】设滑片P移到变阻器b点和中点时电路中的电流分别为I1、I2;已知P1:P′1=2:9,由P=I2R可得:,设滑动变阻器R2的最大阻值为R,滑片P在中点和在b端时,R2消耗的功率之比: × ,故答案为:D.【分析】根据电路图可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,结合电功率的计算方法P=I2R即可求得比值.6.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。
高考物理部分电路欧姆定律试题(有答案和解析)
高考物理部分电路欧姆定律试题(有答案和解析)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.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。
【答案】(1)降低 (2)2ER Q k = (3)2.8×1013Ω·m (4)因为电流关于地心分布是球面对称的,所以磁场分布也必将关于地心球面对称,这就要求磁感线只能沿半径方向;但是磁感线又是闭合曲线。
以上两条互相矛盾,所以地空电流不会产生磁场【解析】试题分析:(1)沿着电场线方向,电势不断降低;(2)根据点电荷的电场强度定义式进行求解电量;(3)利用微元法求一小段空气层为研究对象,根据电阻定律和欧姆定律进行求解电阻率;(4)根据地球磁场的特点进行分析。
(1)由题意知,电场方向竖直向下,故表附近从高处到低处电势降低。
(2)由2Q E k R=,得电荷量的大小2ER Q k = (3)如图从地表开始向上取一小段高度为Δh 的空气层(Δh 远小于地球半径R )则从空气层上表面到下表面之间的电势差为·U E h =∆这段空气层的电阻0h r S ρ∆=,且U I r = 三式联立得: 0ES Iρ= 代入数据解: 130 2.810?m ρ=⨯Ω (4)方法一:如图,为了研究地球表面附近A 点的磁场情况可以考虑关于过A 点的地球半径对称的两处电流1I 和2I ,根据右手螺旋定则可以判断,这两处电流在A 点产生的磁场的磁感应强度刚好方向相反,大小相等,所以1I 和2I 产生的磁场在A 点的合磁感应强度为零。
物理欧姆定律练习题20篇及解析
物理欧姆定律练习题20篇及解析一、欧姆定律选择题1.如图所示的电路中,电源电压为20V,定值电阻为20Ω,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样,电压表选用的量程是0~15V,在该电路正常使用的情况下,则:()A. 电路允许通过的最大电流为1AB. 电路消耗的最小功率为8WC. 电压表的最小示数为5VD. 滑动变阻器接入电路的最小阻值为10Ω【答案】 B【解析】【解答】由于电压表量程为“0~15V”,则当U R=15V时,.此时电流小于滑动变阻器的最大电流1A,所以电路中的最大电流为I max=I R =0.75A,故A错误.根据串联电路的电压特点可知:U滑min=U-U R=20V-15V=5V,根据欧姆定律得:;故D错误;当滑动变阻器全部连入电路时,则根据电阻的串联特点得:R总max=R+R滑=20Ω+30Ω=50Ω,所以,,根据欧姆定律得:电压表的最小示数U Rmin=I min R=0.4A×20Ω=8V,故C错误.电路消耗的最小功率P min=UI min=20V×0.4A=8W,故B正确.故答案为:B.【分析】(1)当电压表示数为15V时,根据算出电路中的电流,再与滑动变阻器上允许通过的最大电流相比较即可确定电路中的最大电流;(2)电路中电流最大时,滑动变阻器最值最小,根据算出滑动变阻器的最小阻值;(3)当滑动变阻器阻值最大时,电路中电流最小,根据欧姆定律求出电路中的最小电流,再根据U=IR求出电压表的示数;(4)根据P=UI算出电路消耗的最小功率.2.如图所示,电源电压恒为5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”灯泡标有“3V1.8W”字样.闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是()A. 滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~20ΩB. 电流表示数的变化范围是0.1~0.6AC. 电压表示数的变化范围是1.5V~3VD. 灯泡的最小功率是0.2W【答案】 D【解析】【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.根据P=UI可得,灯的额定电流:I L额= = =0.6A,由I= 得:灯泡的电阻R L= = =5Ω,由于电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,则灯泡两端的最大电压为3V,则通过灯泡的最大电流I最大=I L额=0.6A;由I= 得:电路中的最小总电阻R最小= = ≈8.3Ω,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知:滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑最小=R最小﹣R L=8.3Ω﹣5Ω=3.3Ω,因为滑动变阻器的规格为“20ΩlA”,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是 3.3Ω~20Ω,故A错误;电路中的最大总电阻R最大=R L+R=20Ω+5Ω=25Ω;则电路中的最小电流:I最小= = =0.2A,所以电流表示数的变化范围是0.2~0.6A,故B错误;灯泡两端的最小电压为U L最小=I最小R L=0.2A×5Ω=1V;所以电压表示数的变化范围是1V~3V,故C错误;此时灯泡的功率最小为:P L最小=I最小2R L=(0.2A)2×5Ω=0.2W,故D正确.故选D.【分析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流和电阻,然后结合电压表的量程,电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用U=IR求出灯泡两端的最小电压,利用P=I2R求出灯泡的最小功率.本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流,对于选择题并不一定完全解答选项.3.灯泡L上标有“6V 6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示.现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,则下列说法正确的是()A. 灯泡L正常发光时,电压表的示数为6VB. 当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为9VC. 灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大D. 为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为10W【答案】 B【解析】【解答】解:A、灯泡正常发光时的电压U L=6V,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡L正常发光时,电压表的示数:U R=U﹣U L=10V﹣6V=4V,故A错误;B、由图象可知,当I=0.4A时,U L=1V,所以U R=U﹣U L=10V﹣1V=9V.故B正确;C、灯泡的电阻随温度的升高而增大,即灯泡两端的电压越大时,实际功率越大,温度越高,电阻越大,因电压表的示数越大时,灯泡两端的电压越小,所以,灯泡的电阻随两端的电压增大而减小.故C错误;D、由图象可知,当灯泡正常发光(U L=6V)时,电路中的电流为1A>0.6A,所以电路中的最大电流为I=0.6A,电路消耗的最大电功率P max=UI max=10V×0.6A=6W.故D错误.故选B.【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据欧姆定律求出电压表的示数;(2)根据图象读出当电流表示数为0.4A时,灯泡两端的电压,根据电阻的串联特点求出电压表的示数;(3)灯泡两端的电压越大时,实际功率越大,温度越高,电阻的越大,根据串联电路的电压特点可知电压表示数增大时灯泡两端的电压变化,进一步得出灯泡电阻与电压表示数之间的关系;(4)根据图象可知灯泡正常工作时的额定电流,并与电流表的量程相比较得出电路的最大电流,即可判断灯泡是否能正常工作;根据P=UI求出电路消耗的最大电功率.4.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图象,下列说法正确的是()A. 甲、乙两元件的电流与电压都成正比B. 乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10ΩC. 甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.3AD. 甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,甲的功率为0.6W【答案】 C【解析】【解答】解:AB、由图象可知,乙元件中电流与两端电压图象不是过原点直线,说明乙元件的电流与电压不成正比,即乙的电阻不是定值,故A、B错误;C、甲、乙并联在2V电源时,甲和乙电压都为2V,由图象可知,I甲=0.1A,I乙=0.2A,故干路电流I=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A,故C正确;D、甲、乙串联在电路中时,当电路电流为0.2A时,甲和乙电流都为0.2A,由图可知U甲=4V,所以甲的功率P甲=U甲I甲=4V×0.2A=0.8W,故D错误.故选C.【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;(2)根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流;(3)根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压,根据P=UI计算甲的功率.5.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。
(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 。
高三物理全电路欧姆定律试题答案及解析
高三物理全电路欧姆定律试题答案及解析1.有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如图所示。
该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。
电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻R。
循环绝缘橡胶带上镀有n根间距为d的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,金属条电阻为r。
若橡胶带匀速运动时,电压表读数为U,设人与跑步机间无相对滑动,求:(1)橡胶带匀速运动的速率;(2)橡胶带克服安培力做功的功率;(3)若人经过较长时间跑步距离为s(s » nd),则流过每根金属条的电量q为多少;【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)由闭合电路欧姆定律得(2分)由法拉第电磁感应定律:(2分)解得:橡胶带匀速运动的速率为(1分)(2)(5分)(3)总电荷量为(3分)流过每根金属条的电量为(2分)【考点】考查了导体切割磁感线运动,闭合回路欧姆定律,2.分)(某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。
维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障。
他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。
①断开开关,红表笔接a点时多用表指示如图2所示,读数为 V,说明正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。
②红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和题6图2相同,可判定发生故障的器件是(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)【答案】①11.5 (11.2~11.8);蓄电池②小灯【解析】①多用电表直流50V的量程读中间均匀部分,共50格,每格1V,应该估读到0.1V,指针在11-12之间,读数为11.5V。
开关断开,相当于电压表并联在蓄电池两端,读出了蓄电池的电压,故蓄电池是正常的。
②两表笔接b、c之间并并闭合开关,测试得相同电压,说明a、b之间是通路,b、c之间是断路,故障器件是小灯。
【考点】本题考查了万用表读数、电路故障的判断.3. (7分)为确定某电子元件的电气特性,做如下测量。
欧姆定律测试答案及解析
欧姆定律答案及解析一、单选题(本大题共10小题,共20.0分)1.如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表由电流表改装而成指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少,则A. 油量增加,R增大,油量表指针偏转变小B. 油量增加,油量表指针偏转变大C. 油量减小,R增大,油量表指针偏转变大D. 油量减小,油量表指针偏转变大【答案】B【解析】解:当油量增加时,油面升高,浮子位置升高,在杠杆作用下,滑动变阻器R 连入电路的阻值减小,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大,电流表示数增大,因油量表即电流表改装而成,所以指针偏转变大,故A不正确,B正确;当油量减少时,油面下降,浮子位置降低,在杠杆作用下,滑动变阻器R连入电路的阻值增大,电路中的总电阻增大,由可知,电路中的电流减小,电流表示数减小,指针偏转减小,故CD不正确.故选B.当油量发生为化时,浮标随之运动,带动与浮标相连的指针运动,则可知滑动变阻器接入电阻的变化,由欧姆定律可得出电路中各电流的变化,进一步判断油量表指针的偏角.本题考查欧姆定律及滑动变阻器在生活中的应用,要通过对图的分析得出仪器的原理,再由物理规律求解.2.将电阻与组成串联电路,若::2,两端的电压为,两端的电压为,则:等于A. 1:1B. 2:1C. 1:2D. 1:3【答案】C【解析】解:将电阻与组成串联电路,因串联电路中各处的电流相等,且::2,所以,由可得,两电阻两端的电压之比:。
故选:C。
两电阻串联时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道基础题目。
3.如图所示,分别是两个电阻的关系图象,从图中可以看出与的大小关系是A. B. C. D. 无法确定【答案】A【解析】解:由图象可知,两电阻两端的电压相等时,通过的电流小于通过的电流,即,因,即电压一定时,电流与电阻成反比,所以,.故选A.由图象可知,两电阻两端的电压相等时通过他们的电流关系,根据欧姆定律可知:电压一定时,电流与电阻成反比即可判断两电阻的大小关系.本题考查了学生对欧姆定律内容的理解与掌握,关键是会利用控制变量法分析图象得出相关信息.4.在一段电阻不变的导体两端加20V电压时,通过的电流为1A;现在把该导体两端的电压变为5V,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别为A. 、B. 1A、C. 、D. 1A、【答案】A【解析】解:由可得,导体的电阻:,因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电路无关,所以,当该导体两端的电压变为5V时,导体的电阻仍为不变,此时通过导体的电流:。
物理欧姆定律专题练习(及答案)含解析精选全文
可编辑修改精选全文完整版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。
欧姆定律练习题含答案及解析
欧姆定律练习题含答案及解析一、欧姆定律选择题1.小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图所示,其中电源两端电压保持不变, R 0 是定值电阻, R 是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片 P 跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴 O 转动,另一端固定着一个浮子。
油箱中的油量减少时,浮子随油面下降, 带动滑杆使变阻器的滑片 P 向上移动,从而引起电流表的示数发生变化。
下列说法中正确 的是( )A. 电流表示数变小时,表明油箱中的油量减少B. 电流表示数变小时,电阻 R 0 两端电压变大C. 当油箱中的油量减少时,电流表示数变大D. 当油箱中的油量减少时,变阻器 R 连入电路的电阻变小【答案】 A【解析】 【解答】如图,定值电阻 R 0与滑动变阻器 R 串联在电路中,电流表测量电路中电 流。
A. C. D 当油箱中的油量减少时,浮子下降,带动滑片上升,滑动变阻器接入电路的电阻变 大,电路总电阻变大,根据 可知,电路中电流变小,所以电流表示数变小时,表明 油箱中的油量减少, A 符合题意, CD 不符合题意;B. 电流表示数变小时,即通过 R 0 的电流变小,根据知,电阻 R 0 两端电压变小, B不符合题意; 故答案为: A 。
【分析】滑动变阻器 R 与定值电阻 R 0串联,电流表测电路中的电流,根据油量的变化可知 浮子的变化,在杠杆的作用下可知滑片 P 移动的方向,从而得出接入电路中电阻的变化, 根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电阻R 0 两端电压的变化 .S ,当滑动变阻器的滑片向右端移动2.如图所示电路(电源电压保持不变),闭合开关时,下列说法正确的是( )A. 电压表示数不变,电流表示数变大B.电 压表示数变大,电流表示数变小C. 电压表示数变小,电流表示数变小D.电 压表示数变大,电阻 R 1 的电功率变大【答案】 D【解析】 【解答】由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,当滑动变阻器的滑片向右移动 时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻减小,而电源电压一定,由 知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据 ,电阻 R 1 的电流增大,两端 的电压也增大,根据 知,电阻 R 1 的电功率变大,可见 ABC 不符合题意、 D 符合题 意。
物理部分电路欧姆定律练习题
物理部分电路欧姆定律练习题一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够发光.某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为L 的金属圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O 的金属轴O 1O 2以角速度ω匀速转动,圆环上接有电阻均为r 的三根导电辐条OP 、OQ 、OR ,辐条互成120°角.在圆环内,圆心角为120°的扇形区域内存在垂直圆环平面向下磁感应强度为B 的匀强磁场,在转轴O 1O 2与圆环的边缘之间通过电刷M 、N 与一个LED 灯(可看成二极管,发光时电阻为r ).圆环及其它电阻不计,从辐条OP 进入磁场开始计时.(1)顺磁感线方向看,圆盘绕O 1O 2轴沿什么方向旋转,才能使LED 灯发光?在不改变玩具结构的情况下,如何使LED 灯发光时更亮?(2)在辐条OP 转过60°的过程中,求通过LED 灯的电流; (3)求圆环每旋转一周,LED 灯消耗的电能.【答案】(1)逆时针;增大角速度(2)28BL r ω(3)2432B L rωπ【解析】试题分析:(1)圆环转动过程,始终有一条导电辐条在切割磁感线,产生感应电动势,并通过M.N 和二极管构成闭合回路.由于二极管的单向导电性,只有转轴为正极,即产生指向圆心的感应电流时二极管才发光,根据右手定则判断,圆盘逆时针旋转. 要使得LED 灯发光时更亮,就要使感应电动势变大,即增大转速增大角速度ω. (2)导电辐条切割磁感线产生感应电动势212E BL ω=此时O 点相当于电源正极,P 点为电源负极,电源内阻为r 电源外部为二个导体辐条和二极管并联,即外阻为3r . 通过闭合回路的电流343E E I r r r ==+带入即得22133248BL BL I r rωω⨯==流过二极管电流为238I BL rω=(3)转动过程始终有一个导电辐条在切割磁感线,所以经过二极管的电流不变 转过一周所用时间2T πω=所以二极管消耗的电能2422'()332I B L Q I rT rT rωπ===考点:电磁感应 串并联电路2.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W nbd tqU =∆(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0QI nQbdv t ∆===∆ (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 a m 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204L Uy dU =若y d <,即204L U d dU <,则收集效率2202204()4d U y L UU d d U L η==< 若y d ≥,则所有的尘埃都到达下极板,效率为100%2024()d U U L ≥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3.如图所示,足够长的U 形光滑导体框固定在水平面上,宽度为L ,一端连接的电阻为R 。
物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)及解析
的阻值调为多大?
(3)使用该恒温箱,获得最低温度为 50℃“恒温”与获得最高温度为 100℃的“恒温”,
相比较,哪一个温度的波动范围更小?为什么?
【答案】(1)处于加热状态(2) 50 (3) 50℃附近
【解析】(1)图示加热器回路闭合,处于加热状态。
(2)设控制电路中电源两端电压为 U
由图 18 乙,当温度为 100℃时,热敏电阻 R 的阻值为 500Ω
,其中
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
电流密度的定义为 ,将 代入,得
导线的电阻
联立可得 j、ρ、E 三者间满足的关系式为:
4.科技小组的同学们设计了如图 18 甲所示的恒温箱温控电路(用于获得高于室温,控制 在一定范围内的“室温”)包括工作电路和控制电路两部分,其中 R'为阻值可以调节的 可变电阻,R 为热敏电阻(置于恒温箱内),其阻值随温度变化的关系如图 18 乙所示,继 电器线圈电阻 R0 为 50 欧姆:
物理部分电路欧姆定律题 20 套(带答案)及解析
一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律
1.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 I q ,推导:j=nev; t
【答案】(1)① 【解析】(1)①根据 理
②
(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
初三物理欧姆定律试题答案及解析
初三物理欧姆定律试题答案及解析1.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为20Ω。
闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电流表的示数为0.2A。
求:⑴电源电压U;⑵电阻的阻值。
(4分)【答案】(1)6V (2)30Ω【解析】(1)读题知;由并联电路两端总电压与各支路两端电压相等得电源电压:(2)由电路图可见电阻与电阻并联,所以【考点】并联电路电压规律,欧姆定律,2.小明同学用如图所示的电路测定小灯泡的功率。
电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。
滑动变阻器的规格为“20Ω lA”,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。
若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是()A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20ΩB.电流表示数的变化范围是0.18~0.6AC.灯泡的最小功率是0.81WD.该电路的最大功率是2.25W【答案】D【解析】滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电流表和电压表的示数都增大,如果考虑电流表的安全,电路中的最大电流是0.6A,小灯泡的额定电流为,所以电路中允许通过的最大电流为0.5A,此时电路中的总电阻为:,小灯泡灯丝电阻为,滑动变阻器接入电路的阻值为,这时小灯泡正常发光,电压表的示数为2.5V,所以电压表也不会被烧坏,综上所述,滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为,A错;由对选项A的分析可知,电路中的最大电流为0.5A,B错;当滑动变阻器全部接入电路时,电路中电流最小,为,灯泡消耗的电功率最小,,C错;电路的最大功率为【考点】电功率欧姆定律3.如图所示的电路中,电源两端电压为U且保持不变,定值电阻R1与R3的阻值不随温度变化。
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P分别置于a点和b点,电压表V1、V2和 V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2和ΔU3,电阻R1、R2、R3电功率变化量的绝对值分别为ΔP1、ΔP2和ΔP3,滑动变阻器的滑片P在a、b两点时电流表的示数分别为Ia 和Ib。
(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。
高中物理部分电路欧姆定律试题(有答案和解析)
高中物理部分电路欧姆定律试题(有答案和解析)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。
闭合S、S1、S2,当滑动变阻器滑片位于最右端时,电压表示数为3V;闭合S、S1,断开S2,当滑动变阻器滑片位于最左端时,灯泡正常发光。
求:(1)电源电压;(2)R0的阻值。
【答案】(1)12V(2)【解析】【详解】(1)灯泡的电阻:;当闭合S、S1、S2,当滑动变阻器滑片位于最右端时,电路中的电流电源的电压U=I(R L+R)=0.25A×(12Ω+36Ω)=12V;(2)闭合S、S1,断开S2,当滑动变阻器滑片位于最左端时,∵灯泡正常发光,∴电路中的电流R0两端的电压U0=U-U L=12V-6V=6V,【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用,关键是开关闭合、断开时电路变化的判断和知道额定电压下灯泡正常发光。
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.如图所示为检测某传感器的电路图,传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样,电流表的量程为0.6 A,电压表的量程为3 V.求(1)传感器的电阻和额定电流?(2)为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少?(3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω,则该传感器就失去作用.实际检测时,将一个恒压电源加在图中a、b之间,闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压,检测记录如下:电压表示数U/V电流表示数I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不计检测电路对传感器电阻的影响,你认为这个传感器是否仍可使用?此时a、b间所加的电压是多少?【答案】(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)仍可使用 3 V【解析】(1)R传==Ω=10 ΩI传==A=0.3 A(2)最大电流I=I传=0.3 A电源电压最大值U m=U传+U0U传为传感器的额定电压,U0为R0m=10 Ω时R0两端的电压,即U0=I传·R0m=0.3×10 V=3 V所以U m=U传+U0=3 V+3 V=6 V(3)设实际检测时加在a 、b 间的电压为U ,传感器的实际电阻为R 传′,根据第一次实验记录数据有U =I 1R 传′+U 1根据第二次实验记录数据有U =I 2R 传′+U 2代入数据解得R 传′=9.5 Ω,U =3 V传感器的电阻变化为ΔR =R 传-R 传′=10 Ω-9.5 Ω=0.5 Ω<1 Ω所以此传感器仍可使用4. 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xV A 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.5.如图所示,U=10V,电阻R1=4Ω,R2=6Ω,电容C=30μF。
高考物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)及解析
高考物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.恒定电流电路内各处电荷的分布是稳定的,任何位置的电荷都不可能越来越多或越来越少,此时导内的电场的分布和静电场的性质是一样的,电路内的电荷、电场的分布都不随时间改变,电流恒定.(1)a. 写出图中经△t 时间通过0、1、2,3的电量0q ∆、1q ∆、2q ∆、3q ∆满足的关系,并推导并联电路中干路电流0I 和各支路电流1I 、2I 、3I 之间的关系;b. 研究将一定量电荷△q 通过如图不同支路时电场力做功1W ∆、2W ∆、3W ∆的关系并说明理由;由此进一步推导并联电路中各支路两端电压U 1、U 2、U 3之间的关系;c. 推导图中并联电路等效电阻R 和各支路电阻R 1、R 2、R 3的关系.(2)定义电流密度j 的大小为通过导体横截面电流强度I 与导体横截面S 的比值,设导体的电阻率为ρ,导体内的电场强度为E ,请推导电流密度j 的大小和电场强度E 的大小之间满足的关系式.【答案】(1)a.0123q q q q ∆=∆+∆+∆,0123 I I I I =++ b.123W W W ∆=∆=∆,123U U U == c. 1231111R R R R =++ (2)j E l ρ= 【解析】 【详解】(l )a. 0123q q q q ∆=∆+∆+∆03120123q q q qI I I I t t t t∆∆∆∆====∆∆∆∆ ∴0123 I I I I =++即并联电路总电流等于各支路电流之和。
b. 123W W W ∆=∆=∆理由:在静电场和恒定电场中,电场力做功和路径无关,只和初末位置有关. 可以引进电势能、电势、电势差(电压)的概念.11W U q ∆=∆,22W U q ∆=∆,33W U q∆=∆ ∴123U U U ==即并联电路各支路两端电压相等。
c. 由欧姆定律以及a 、b 可知:1231111R RR R =++ (2)I j S =,U I R=,U EL =,L R S ρ= ∴j E lρ=2.如图中所示B 为电源,电动势E=27V ,内阻不计。
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【物理】物理部分电路欧姆定律练习题及答案及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.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,从而更加深刻的理解其物理本质。
一段长为l 、电阻率为ρ、横截面积为S 的细金属直导线,单位体积内有n 个自由电子,电子电荷量为e 、质量为m 。
(1)当该导线通有恒定的电流I 时:①请根据电流的定义,推导出导线中自由电子定向移动的速率v ;②经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。
若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k 。
请根据以上的描述构建物理模型,推导出比例系数k 的表达式。
(2)将上述导线弯成一个闭合圆线圈,若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动,线圈中不会有电流通过,若线圈转动的线速度大小发生变化,线圈中会有电流通过,这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现,被称为斯泰瓦—托尔曼效应。
这一现象可解释为:当线圈转动的线速度大小均匀变化时,由于惯性,自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动。
取线圈为参照物,金属离子相对静止,由于惯性影响,可认为线圈中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力,该力的作用相当于非静电力的作用。
已知某次此线圈匀加速转动过程中,该切线方向的力的大小恒为F 。
根据上述模型回答下列问题:① 求一个电子沿线圈运动一圈,该切线方向的力F 做功的大小;② 推导该圆线圈中的电流 'I 的表达式。
【答案】(1)①I v neS=;② ne 2ρ;(2)① Fl ;② 'FS I e ρ=。
【解析】【分析】【详解】(1)①一小段时间t ∆内,流过导线横截面的电子个数为: N n Sv t ∆=⋅∆对应的电荷量为:Q Ne n Sv t e ∆=∆=⋅∆⋅根据电流的定义有:Q I neSv t ∆==∆ 解得:I v neS= ②从能量角度考虑,假设金属中的自由电子定向移动的速率不变,则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等,即:0Ue kvl -=又因为: neSv l U IR nevl Sρρ⋅=== 联立以上两式得:2k ne ρ=(2)①电子运动一圈,非静电力做功为:2W F r Fl π=⋅=非②对于圆线圈这个闭合回路,电动势为:W Fl E e e==非 根据闭合电路欧姆定律,圆线圈这个闭合回路的电流为: E I R '=联立以上两式,并根据电阻定律:l R S ρ= 解得:FS I e ρ'=2.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.3.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。
【答案】(1)降低 (2)2ER Q k = (3)2.8×1013Ω·m (4)因为电流关于地心分布是球面对称的,所以磁场分布也必将关于地心球面对称,这就要求磁感线只能沿半径方向;但是磁感线又是闭合曲线。
以上两条互相矛盾,所以地空电流不会产生磁场【解析】试题分析:(1)沿着电场线方向,电势不断降低;(2)根据点电荷的电场强度定义式进行求解电量;(3)利用微元法求一小段空气层为研究对象,根据电阻定律和欧姆定律进行求解电阻率;(4)根据地球磁场的特点进行分析。
(1)由题意知,电场方向竖直向下,故表附近从高处到低处电势降低。
(2)由2Q E k R=,得电荷量的大小2ER Q k = (3)如图从地表开始向上取一小段高度为Δh 的空气层(Δh 远小于地球半径R )则从空气层上表面到下表面之间的电势差为·U E h =∆这段空气层的电阻0h r S ρ∆=,且U I r = 三式联立得: 0ES Iρ= 代入数据解: 130 2.810?m ρ=⨯Ω(4)方法一:如图,为了研究地球表面附近A 点的磁场情况可以考虑关于过A 点的地球半径对称的两处电流1I 和2I ,根据右手螺旋定则可以判断,这两处电流在A 点产生的磁场的磁感应强度刚好方向相反,大小相等,所以1I 和2I 产生的磁场在A 点的合磁感应强度为零。
同理,地球上各处的地空电流在A 点的合磁感应强度都为零,即地空电流不会在A 点产生磁场。
同理,地空电流不会在地球附近任何地方产生磁场。
方法二:因为电流关于地心分布是球面对称的,所以磁场分布也必将关于地心球面对称,这就要求磁感线只能沿半径方向;但是磁感线又是闭合曲线。
以上两条互相矛盾,所以地空电流不会产生磁场。
【点睛】根据电场的性质确定电势的变化情况,根据点电荷的电场强度公式求解电量,取一小段空气层为研究对象,根据电阻定律和欧姆定律求解电阻率, 根据地球磁场的特点进行分析即可。
4.如图所示,电源电动势、内电阻、1R 、2R 均未知,当a 、b 间接入电阻/1R =10Ω时,电流表示数为11A I =;当接入电阻/218R =Ω时,电流表示数为20.6A I =.当a 、b 间接入电阻/3R =118Ω时,电流表示数为多少?【答案】0.1A【解析】【分析】当a 、b 间分别接入电阻R 1′、R 2′、R 3′时,根据闭合电路欧姆定律列式,代入数据,联立方程即可求解.【详解】当a 、b 间接入电阻R 1′=10Ω时,根据闭合电路欧姆定律得:E =(I 1+112I R R ')(R 1+r )+I 1R 1′ 代入数据得:E=(1+210 R )(R 1+r )+10①当接入电阻R 2′=18Ω时,根据闭合电路欧姆定律得:E =(I 2+222I R R ')(R 1+r )+I 2R 2′ 代入数据得:E=(0.6+210.8 R )(R 1+r )+10.8② 当a 、b 间接入电阻R 3′=118Ω时,根据闭合电路欧姆定律得:E =(I 3+332I R R ')(R 1+r )+I 3R 3′ 代入数据得:E =(I 3+32118 I R )(R 1+r )+118I 3③ 由①②③解得:I 3=0.1A【点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用,解题的关键是搞清楚电路的结构,解题时不需要解出E 、r 及R 1、R 2的具体值,可以用E 的表达式表示R 2和r+R 1,难度适中.5.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q I t=,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 j ρ=【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 q j S tS V V ==,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U E l =; 电流密度的定义为I j S =, 将U I R =代入,得U j SR=;导线的电阻l R S ρ=,代入上式,可得j 、ρ、E 三者间满足的关系式为:E j ρ= 【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.6.如图甲所示,半径为r 的金属细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B kt =(k >0,且为已知的常量)。
(1)已知金属环的电阻为R 。
根据法拉第电磁感应定律,求金属环的感应电动势E 感和感应电流I ;(2)麦克斯韦电磁理论认为:变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,称为感生电场或涡旋电场。
图甲所示的磁场会在空间产生如图乙所示的圆形涡旋电场,涡旋电场的电场线与金属环是同心圆。
金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动,形成了感应电流。
涡旋电场力F 充当非静电力,其大小与涡旋电场场强E 的关系满足F qE =。
如果移送电荷q 时非静电力所做的功为W ,那么感应电动势W E q=感。