高考物理闭合电路的欧姆定律各地方试卷集合汇编含解析

高考物理闭合电路的欧姆定律各地方试卷集合汇编含解析
一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律
1．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
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0.40.80.5
E 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
/ 4.2/0.2
F F a m s m s m
安
--==
=
3．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
1
1
A 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
12
12
0.3A =
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。

4．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=2.4102
Q
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
I A R r
=
=+ （2）电容器所带的电量5
33 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
2.4102
Q 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．如图甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100Ω，R 2阻值未知，R 3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R 2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R 3的滑片滑到最右端时，R 3、R 1均被短路，此时外电路电阻等于R 2，且对应于图线上B 点，故由B 点的U 、I 值可求出R 2的阻值为：
24
50.8
B B U R I =
=Ω=Ω （2）滑动变阻器的滑片置于最左端时，R 3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：
16
800.2A A U R I =
=Ω=Ω 13
213
++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 =Ω
7．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 =。

8．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 =1Ω
9．如图所示，电源电动势E =8V ，内阻r =10Ω，R 1=20Ω,R 2=30Ω,电容器两极板间距d =0.1m 。

当电键闭合时，一质量m =2×10-3kg 的带电液滴恰好静止在两极板中间。

取重力加速度g =10m/s 2，求：
（1）带电液滴所带电荷量的大小q 以及电性；
（2）断开电键，电容器充放电时间忽略不计，液滴运动到某一极板处需要经过多长时间？
【答案】（1）5×10-4C ，带正电；（2）0.1s 。

【解析】 【详解】
（1）电键闭合时，两板间电压U 1：
2
1124V R U E R R r
=
=++
液滴保持静止：
1
U q
mg d
= 解得：q =5×10-4C ，带正电 （2）电键断开时，两板间电压：
U 2=E =8V
液滴向上做匀加速运动，加速度a ：
2
U q
mg ma d
-= 2
122
d at = 解得：t =0.1s
10．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12
11
1461E 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 ．
11．如图所示，电源的电动势E =110V ，电阻R 1=21Ω，电动机绕组的电阻R 0=0.5Ω，电键S 1始终闭合．当电键S 2断开时，电阻R 1的电功率是525W ；当电键S 2闭合时，电阻R 1的电功率是336W ，求： （1）电源的内电阻；
（2）当电键S 2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率．
【答案】（1）1Ω（2）1606W 【解析】 【分析】 【详解】
设S 2断开时R 1消耗的功率为P 1，则
2
1
11E P R
R r ⎛⎫= ⎪+⎝⎭
代入数据可以解得，
1r =Ω
设S 2闭合时R 1两端的电压为U ，消耗的功率为P 2，则
2
21
U P R =
解得，
U =84V
由闭合电路欧姆定律得，
E U Ir =+
代入数据，得
26A I =
流过R 1的电流为I 1，流过电动机的电流为I 2，
11
4U
I R =
=A 而电流关系:
12I I I +=
所以
222A I =
由
2
220UI P I R =+出
代入数据得，
1606W P =出
12．如图所示为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量为500 N ，电源电动势为110 V ，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以0.9 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5 A ，求： (1)提升重物消耗的功率； (2)电动机线圈的电阻．
【答案】(1)450 W (2)4 Ω 【解析】（1）重物被提升的功率
（2）此时电路中的电流为5A．则电源的总功率所以线圈电阻消耗的功率为
由欧姆定律可得：。