高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析

高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析
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
34
0.841
E 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．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U B ，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U A .若U A = U B =0，是什么故障类型？若U A ≠0，U B ≠0，是什么故障类型？
（2）在A 地两端间接欧姆表测出电阻为R A ，在B 地两端间接欧姆表测出电阻为R B 。

若R A +R B ="2R" ，请判断故障类型，并求出故障处与A 、B 端的距离之比。

若R A +R B >2R ，请判断故障类型，并求出故障处与A 、B 端的距离之比。

【答案】（1）若有U B =0，则必有U A =0，表示是短路故障；若有U B ≠ 0，则必有U A ≠ 0，表示是漏电故障 （2）R A ：R B ；
【解析】试题分析：（1）若有U B =0，则必有U A =0，表示是短路故障；若有U B ≠ 0，则必
有U A ≠ 0，表示是漏电故障
（2）若R A +R B ="2R" ，短路故障，故障处两端导线长度之比等于R A 与R B 之比 若R A +R B >2R ，漏电故障，故障处两端导线长度之比
考点：电路故障；电阻定律.
3．如图所示，长为 L 、电阻 r ＝0.3Ω、质量 m ＝0.1kg 的金属棒 CD 垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是 L ，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有 R ＝0.5Ω 的电阻，量程为0~3.0A 的电流表串接在一条导轨上，量程为 0~1.0V 的电压表接在电阻 R 的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。

现以向右恒定外力 F 使金属棒右移，当金属棒以 v ＝2m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。

问： (1)在图中标出两块表的正负接线柱； (2)此满偏的电表是什么表？说明理由； (3)拉动金属棒的外力 F 多大？
【答案】（1）电压表上正下负、电流表左正右负；（2）电压表满偏，理由见解析；（3）1.6N 【解析】 【分析】 【详解】
(1)根据右手定则可知电压表上正下负、电流表左正右负 (2)电压表满偏 若电流表满偏，则I =3A 根据欧姆定律
1.5V U IR ==
大于电压表量程，故电压表满偏 (3)U =1V 时根据欧姆定律
2A U
I R
=
=
由能量守恒可知回路的电功率等于外力的功率，即
2)I R r Fv +=（
解得F =1.6N
4．如图所示，R 1＝2 Ω，R 2＝3 Ω，滑动变阻器最大值R 3＝5 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】2A 【解析】 【分析】 【详解】
设触头上部分电阻为xΩ，则下部分为（5-x ）Ω，总电阻
()(
)2(8)2(8)2810
x x x x R x x
+-+-=
=++-
由数学知识可知当2+x=8-x 时，即x=3Ω时，R 最大，此时R max =55
10
⨯Ω=2.5Ω 安培表的示数最小5
22.5
min max U I A A R ===． 【点睛】
外电路的总电阻与局部电路电阻的变化是一致的，当局部电阻增大时，总电阻也增大，本题就根据这个特点进行分析．
5．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：
2 123
1
23
()()()(1
46(6)100
20
)
20
R R R R R R R R
R
R R R
++-+---+
===
++
总
当6
R=Ω时，R
总
最大，此时5
max
R=Ω
电流表示数的最小值为：1
min
max
U
I A
R
==
6．如图所示的电路中，18
R=Ω，
2
4
R=Ω，
3
6
R=Ω，
4
3
R=Ω．
(1)求电路中的总电阻；
(2)当加在电路两端的电压42
U 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
34
12
34
63
84
63
R R
R R R
R R
⨯
=++=++
++Ω=14Ω
(2)根据欧姆定律得：
I=
42
3A
14
U
R
==
R1和R2串联且在干路上，所以
I1=I2=3A
对于R3、R4则有：
I3+I4=3A
34
43
1
2
I R
I 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．7．在如图所示的电路中，三个电阻的阻值分别是12Ω
R=，
2
4Ω
R=，
3
4Ω
R=，电池
电动势 4.2V E =，内阻0.2Ωr =，求：
(1)接通电键K ，断开电键D '时，1R 和2R 两端电压之比12U U ：； (2)两个电键都接通时，1R 和2R 两端电压之比12U U ''：； (3)两个电键都接通时，通过1R 的电流I .
【答案】（1）1：2（2）1：1（3）1A 【解析】 【详解】
(1)接通开关K ，断开开关D '时，1R 和2R 串联，电流相等，根据U IR =知1R 和2R 两端电压之比：
11222142
U R U R === (2)两个电键都接通时，2R 和3R 并联，并联电阻：
23
23
2ΩR R R R R =
+=
再与1R 串联，则电阻2R 和3R 的电流相等，则通过1R 和2R 的电流之比为2：1，根据
U IR =可知1R 和2R 两端电压之比：
112
1:1U R
U R ='=' (3)两个电键都接通时，根据闭合电路欧姆定律得：通过1R 的电流强度为：
11 4.2
A 1A 220.2
I R R E r =
++++==
8．如图所示的电路中，已知AB 间的电压24V AB U =，电阻110R =Ω，220R =Ω，
330R =Ω，X 、Y 表示两个理想表，求下列情况下两电表的读数：
（1）X 、Y 分别表示两个电压表； （2）X 、Y 分别表示两个电流表； （3）X 表示电流表，Y 表示电压表．
【答案】（1）120V U =，212V U = （2）1 3.6A I =，22A I = （3） 2.4A I =，
24V U = 【解析】 【详解】
（1）X 、Y 分别表示两个电压表V 1、V 2，三个电阻是串联关系； 电流为
123
0.4A U
I R R R =
=++
电压表V 1读数为
()12320V U I R R =+=
电压表V 2读数为
()11212V U I R R =+=
（2）X 、Y 分别表示两个电流表A 1、A 2，三个电阻是并联关系； 通过电阻R 1的电流为
11
2.4A U
I R =
= 通过电阻R 2的电流为
22
1.2A U
I R =
= 通过电阻R 3的电流为
33
0.8A U
I R =
= 电流表A 1的电流为：
113 3.2A A I I I =+=
电流表A 2的电流为
2232A A I I I =+=
（3）X 表示电流表A ，Y 表示电压表V ，电阻R 2和R 3被短路，电流表读数为
1
2.4A U
I R =
= 电压表V 读数为24V ；
9．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R2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=I2R L=0.36×6=2.16W
(3)闭合S后，滑动变阻器与R1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R1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．
10．在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω,电阻R1=10Ω，R2=10Ω，
R3=30Ω，R4=35Ω；电容器的电容为500μF．电容器原来不带电．求接通电键S后流过R4的总电荷量．
【答案】1×10-3C 【解析】 【分析】 【详解】
电路稳定后电阻R 2和R 3串联后与R 1并联，外电路总电阻为：
()123123
8R R R R R R R +==++Ω
路端电压为：
8
3R U E R r =
=+V 电容器的电压为：
3
23
C R U U R R =
=+2V 电容器的电量：
63500102110Q CU --==⨯⨯=⨯C
11．如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表内阻，线路提供电压不变）：
（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V 的电路上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；
（2）如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻R 0串联，接在电压恒定为10V 的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．
【答案】（1）0.4 A ；10 Ω （2）0.7 A ；10.5 W 【解析】 【详解】
（1）由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为：
U L ＝
12
3
V ＝4 V 结合图象可得当U L ＝4 V 时，I L ＝0.4 A 故每个电灯的电阻为：
R＝
I
L
U
I＝
4
0.4
Ω＝10 Ω.
（2）设此时电灯两端的电压为U′，流过每个电灯的电流为I，由闭合电路欧姆定律得
E＝U′＋2IR0
代入数据得
U′＝10－20I
可得到该直线与曲线的交点（3 V，0.35 A），即流过电灯的电流为0.3 A，则流过电流表的电流为
I A＝2I＝0.7 A
每个灯的功率为：
P＝UI＝3×0.35 W＝10.5 W.
12．可以用电学方法来测水流的速度。

如图所示，将小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O 点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ。

为了测定水流的速度V，在水平方向固定一根电阻丝BC，使C端位于O点的正下方，它与金属丝接触良好，不计摩擦，还有一个电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表。

（1）设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大，在题图上画出原理图。

（2）已知水流对小球的作用力F与水流速度 V的关系为F=kDV（k为比例系数，D为小铅球的直径），OC=h，BC长为L，小铅球质量为m，当小铅球平衡时电压表示数为U，请推导出V与U的关系式。

（水对小铅球的浮力忽略不计）
【答案】（1）（2）v =
mgL
U hkDe
【解析】 【详解】
（1）电路图如图所示．
设 CD ＝ x ， P 球平衡时，由平衡条件可得
tan F x mg h
θ=
= 根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得
L x
E U I R R =
= 根据电阻定律可得
L L R S ρ= x x R S
ρ
= 联立可得tan Eh
U L
θ=
g 因为水流速度越大， θ 越大，所以 U 越大．
（2）小球受重力mg 、水流对小球的作用力F 、拉力，根据共点力平衡：
tan F mg
θ=
F =kDV
联立解得：mgL v U hkDe。