高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)

一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律

1．如图所示的电路中，电源电动势E =10V ，内阻r =0.5Ω，电阻R 1=1.5Ω，电动机的线圈电阻R 0=1.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U 1=3.0V ，求： (1)电源的路端电压； (2)电动机输出的机械功率。

【答案】(1)9V ；(2)8W 【解析】 【分析】 【详解】

(1)流过电源的电流为I ，则

11IR U =

路端电压为U ，由闭合电路欧姆定律

U E Ir =-

解得

9V U =

(2)电动机两端的电压为

M 1()U E I R r =-+

电动机消耗的机械功率为

2M 0P U I I R =-

解得

8W P =

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．某实验小组设计了如图所示的欧姆表电路，通过调控电键S 和调节电阻箱2R ，可使欧姆表具有“1⨯”和“10⨯”两种倍率。已知：电源电动势 1.5V E =，内阻0.5Ωr =；毫安表满偏电流g 5mA I =，内阻g 20ΩR =，回答以下问题：

①图的电路中：A 插孔应该接_______表笔（选填红、黑）；1R 应该选用阻值为_________Ω的电阻（小数点后保留一位小数）；

②经检查，各器材均连接无误，则：当电键S 断开时，欧姆表对应的倍率为___________（选填“1⨯”、“10⨯”）；

③为了测量电阻时便于读出待测电阻的阻值，需将毫安表不同刻度标出欧姆表的刻度值，

其中，中央刻度

g 2

I 处应标的数值是________________；

④该小组选择S 闭合的档位，欧姆调零操作无误，测量电阻x R 时，毫安表指针处于图位置，由此可知被测电阻x R =_______Ω。

【答案】黑 2.2 ×10 30 45 【解析】 【详解】

①[1]欧姆档内部电源的正极接黑表笔；

[2]根据欧姆档倍率关系，可知闭合开关可以将电流表量程变为原来的10倍，根据分流特点：

1g

5mA

105mA 5mA R R =⨯-

解得：1 2.2ΩR ≈；

②[3]当电键S 断开时，电流表的量程较小，在相同的电压下，根据闭合欧姆定律：

E I R =

总

可知电流越小，能够接入的电阻越大，所以当电键S 断开时，对应10⨯档；

③[4]假设欧姆档内部电阻为R 内，根据闭合欧姆定律：

g E I R =

内

g 0

2+I E

R R =

内 则

g 2

I 处对应的阻值：030ΩR R ==内；

④[5]根据闭合电路欧姆定律：

g E I R =

内

g x

25+E I R R =内 解得：x 45ΩR =。

4．一电瓶车的电源电动势E ＝48V ，内阻不计，其电动机线圈电阻R ＝3Ω，当它以v ＝4m/s 的速度在水平地面上匀速行驶时，受到的阻力f ＝48N 。除电动机线圈生热外，不计其他能量损失，求：

(1)该电动机的输出功率； (2)电动机消耗的总功率。 【答案】(1)192W ，(2)384W 。 【解析】 【详解】

(1)电瓶车匀速运动，牵引力为：

48N F f ==

电动机的输出功率为：

484W 192W P Fv ==⨯=出；

(2)由能量守恒定律得：

2EI P I R =+出

代入数据解得：8A I = 所以电动机消耗的总功率为：

488W 384W P EI ==⨯=总。

5．如图所示，电路中电阻R 10=Ω，电源的内电阻2r =Ω，灯泡L 上标有“3V 0.25A”的字样，闭合开关S ，灯泡正常发光．求：