【配套K12】高考物理 部分电路欧姆定律 电功和电功率练习
高考物理部分电路欧姆定律及其解题技巧及练习题(含答案)含解析
高考物理部分电路欧姆定律及其解题技巧及练习题(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．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．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I2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I2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：EIR=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．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=I 2Rt=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．如图所示电路中，灯L 标有“6V，3W”，定值电阻R 1=4Ω，R 2=10Ω，电源内阻r=2Ω，当滑片P 滑到最下端时，理想电流表读数为1A ，此时灯L 恰好正常发光，试求：（1）滑线变阻器最大值R ；（2）当滑片P 滑到最上端时，电流表的读数【答案】 【解析】试题分析：（1）灯L 的电阻为：R L =LLP U 2=12Ω当P 滑到下端时，R 2被短路，灯L 与整个变阻器R 并联，此时灯正常发光，通过灯L 的电流为：I L =LLU P =0．5A 通过变阻器R 的电流为：I R =I A -I L =1A-0．5A=0．5A 则I R =I L ，即得滑线变阻器最大值为：R=R L =12Ω （2）电源电动势：1()12V L LRR E I R r R R =++=+=当P 滑到上端时，灯L 、变阻器R 及电阻R 2都被短路，此时电流表的读数为：I′=r R E+=2A 考点：【名师点睛】闭合电路的欧姆定律6．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 的直导线，单位体积内有n 个自由电子，一个电子电量为e ．该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为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，小红和小明给出了不同的想法：小红记得老师上课讲过，W =UIt ，因此将第（1）问求出的I 的结果代入，就可以得到W 的表达式．但是小红不记得老师是怎样得出W =UIt 这个公式的．小明提出，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=U E l ，设导体中全部电荷为q 后，再求出电场力做的功=UW qEvt q vt l=，将q 代换之后，小明没有得出W =UIt 的结果．请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程．（3）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=． 【答案】（1）I neSv =（2）见解析（3）见解析 【解析】（1）电流定义式QI t=，在t 时间内，流过横截面的电荷量Q nSvte =，因此I neSv =； （2）小红和小明说的都有一定道理a.小红说的对．由于QI t=，在t 时间内通过某一横截面的电量Q =It ，对于一段导线来说，每个横截面通过的电量均为Q ，则从两端来看，相当于Q 的电荷电势降低了U ，则W QU UIt ==．b.小明说的对．恒定电场的场强UE l=，导体中全部电荷为q nSle =， 电场力做的功=U UW qEvt qvt nSel vt nSevUt l l===； 又因为I neSv =，则W UIt =．（3）由欧姆定律：、U IR =，、由电阻定律：lR Sρ=； 则l U I S ρ=，则U I l Sρ=； 由电流密度的定义：Q Ij St S==； 故Uj lρ=；7．一个电流表G 的内阻g r =l k Ω，满偏电流为g I =500uA ，现要把它改装成量程为15 V 的电压表，求： （1）串联的分压电阻；（2）50uA 刻度处对应的电压值为多少？ 【答案】（1）42.910Ω⨯；（2）1.5V 【解析】 【分析】本题（1）的关键是根据串联电路规律和欧姆定律解出分压电阻阻值即可；题（2）的关键是明确电压表表盘刻度是均匀的，然后按比例求解即可． 【详解】（1）根据欧姆定律可知，需要串联的分压电阻为：61510002950010g g U R r k I -=-=-=Ω⨯. （2）由改装原理可知，500μA 刻度对应的电压为15V ，由于电压表的刻度是均匀的，所以50μA 刻度对应的电压应是1550 1.5500UV V =⨯=' 【点睛】电压表或电流表的改装原理是欧姆定律和串并联规律，可以先画出电路图，然后求解即可；应明确直流电表的表盘刻度是均匀的．8．在如图所示的电路中，A 、B 两端的电压为6V U =，12R =Ω，23R =Ω，滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω，小灯泡的电阻为10Ω，电流表和电压表均为理想电表，当滑动触头P 在R 上滑动时，电流表与电压表的示数变化的范围是多少？【答案】电流表示数变化范围是0.6～0.72A ，电压表示数变化范围是0～2.4V 【解析】 【详解】当P 在最上端时，电路的电阻最小，此时L min 12L 253RRR R R R R =++=Ω+ max min 63A 0.72A 25U I R ⨯=== 电压表示数L max max L 5100.72V 2.4V 510RR U I R R ⨯=⋅=⨯=++ 当P 在最下端时，电路的电阻最大max 1210R R R R =++=Ω min max 6A 0.6A 10U I R === 电压表示数最小，min 0U =所以电流表示数的变化范围是0.6～0.72A ，电压表示数的变化范围是0～2.4V9．如图所示，滑动变阻器的总电阻R ＝1 000 Ω，A 、B 两端电压U ＝100 V ，调节滑片P 使其下部电阻R 1＝400 Ω.（1）空载时，C 、D 两端电压多大？（2）在C 、D 间接入一个R 0＝400 Ω的电阻，C 、D 两端的电压多大？【答案】（1）40V （2）25V 【解析】 【分析】【详解】（1）空载时CD 两端电压，即为R 1两端的电压；则为：1112100400V 40V 1000AB RU U R R R =⨯=+＝（2）由图可知R 1与R 0并联后，再与R 2串联，则总电阻010********600800400400R R R R R R ⨯'=+=+=Ω++；由欧姆定律可得：则CD 两端的电压'10020025V 800AB CD U U IR R R ===⨯=并并10．如图所示的电路中，电阻R 1＝4 kΩ，R 2＝6 kΩ，电路两端所加的电压U ＝60 V ，用某电压表测得R 1两端电压为20 V ，用该电压表测R 2两端电压时示数为多少？【答案】30 V 【解析】 【详解】 测量R 1时：112120V R U U R R ==+并并，又因为R 并1＝1V1VR R R R +得：R V ＝12 kΩ；测量R 2时：R 并2＝2V2V4k R R R R =Ω+所以两部分电阻相等，故电压表示数为30 V 。
高考物理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)
高考物理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)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．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2．如图所示，电源两端电压U 保持不变．当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为R A 时，电压表的示数为U 1，电流表的示数为I 1，电阻R 1的电功率为P 1，电阻R A 的电功率为P A ；当开关S 1、S 2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为R B 时，电压表的示数U 2为2V ，电流表的示数为I 2，电阻R B 的电功率为P B ；当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器滑片P 位于最右端时，电阻R 2的电功率为8W ．已知：R 1:R 2=2:1，P 1:P B =1:10，U 1:U 2=3:2．求：(1)电源两端的电压U ； (2)电阻R 2的阻值； (3)电阻R A 的电功率P A ． 【答案】(1)U=12V (2)R 2=2Ω (3)4.5W 【解析】(1)已知： U 1∶U 2=3∶2 R 1∶R 2=2∶1由图甲、乙得：U 1=I 1(R 1 + R 2 ) U 2=I 2 R 2 解得：12I I =12已知：P 1∶P B =1∶10 由图甲、乙得：P 1 = I 12R 1 P B = I 22R B 解得：R 1 =25R B 由电源两端电压U 不变 I 1(R 1+R 2+R A ) = I 2(R 2+R B ) 解得：R A =9R 2由图乙得：2U U =22BR R R + U 2=2V 解得：U =12V (2)由图丙得：2U U '=212R R R + 解得：U 2' = 4VR 2 =222U P '=2(4V)8W= 2Ω(3)由U 1∶U 2=3∶2 解得：U 1=3V U A =U －U 1=9V R A =9R 2=18ΩP A =2A AU R =4.5W【点睛】本题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目．在解题过程中，注意电路的分析，根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图，同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系，结合题目中给出的已知条件进行解决．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t 0（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202mne t ρ=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：q It==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t0，碰后电子立刻停止运动．根据动量定理由Ue t mvl⋅=-，得0Uetvml=电子定向移动的平均速率为022Uetvvml+==根据电流得微观表达式20022Uet ne UStI neSv neSml ml==⋅=根据欧姆定律22U mlRI 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．有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用．图1中，线圈的匝数为n ，ab 长度为L 1，bc 长度为L 2 ．图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B ，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是900 ．某次测试时，外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动，电刷M 端和N 端接电流传感器，电流传感器记录的图象如图3所示(I 为已知量)，取边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻．不计线圈转动轴处的摩擦（1）求线圈在图2所示位置时，产生电动势E 的大小，并指明电刷和哪个接电源正极；（2）求闭合电路的总电阻和外力做功的平均功率；【答案】（1）nBL 1L 2ω，电刷M 接电源正极；（2）12nBL L R I ω＝， 1212P nBL L I ω＝ 【解析】（1）有两个边一直在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，故根据切割公式，有 E=2nBL 1v其中v ＝12ωL 2 解得E=nBL 1L 2ω根据右手定则，M 端是电源正极 （2）根据欧姆定律，电流：E I R＝ 解得12nBL L R Iω＝线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率P ＝12I 2R解得1212P nBL L I ＝5．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。
高中物理部分电路欧姆定律练习题及答案含解析
高中物理部分电路欧姆定律练习题及答案含解析一、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 q vtl==，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：Ujlρ=．（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22mne 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 UE l 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 qU vt==== 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：q j St=根据电阻定律：l R Sρ= 又因为l vt =所以：q l U IR q t S j l 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 0.2．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）。
高考物理部分电路欧姆定律技巧和方法完整版及练习题及解析
高考物理部分电路欧姆定律技巧和方法完整版及练习题及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．有一灯泡标有“6V 3W ”的字样，源电压为9V ，内阻不计.现用一个28Ω 的滑动变阻器来控制电路，试分别就连成如图所示的限流电路和分压电路，求:（1）它们的电流、电压的调节范围；（2）两种电路要求滑动变阻器的最大允许电流；（3）当灯泡正常发光时，两种电路的效率.【答案】（1）0.225~0.75A a ：，2.7~9V 00.75A b :：，0~9V （2）0.5A a ：0.75A b ： （3）66.6%a ： 44.4%b ： 【解析】【详解】 灯泡的电阻212L U R P==Ω （1）a.当滑动端在最左端时电阻最大，则最小电流：min 9A 0.225A 1228I ==+ 当滑动端在最右端时电阻最小为0，则最大电流： max 9A 0.75A 12I == 则电流的调节范围是：0.225A~0.75A灯泡两端电压的范围：0.22512V 0.7512V ⨯⨯: ，即2.7~9V ；b.当滑动端在最左端时，灯泡两端电压为零，电流为零；当滑到最右端时，两端电压为9V ，灯泡电流为9A 0.75A 12= 则电流的调节范围是：0~0.75A 灯泡两端电压的范围： 0~9V ；（2）a.电路中滑动变阻器允许的最大电流等于灯泡的额定电流，即为0.5A ； b.电路中滑动变阻器允许的最大电流为0.75A ；（3）a.当灯泡正常发光时电路的电流为0.5A ，则电路的效率：000013=10066.60.59P IE η=⨯=⨯ b.可以计算当灯泡正常发光时与灯泡并联部分的电阻为x 满足： 6960.528x x -+=-解得x =24Ω此时电路总电流 60.50.75A 24I =+= 电路的效率 000023=10044.40.759P IE η=⨯=⨯ 2． 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x V 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．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，∴R1：R：R1′=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R2、R2′、R串联，∵在串联电路中电阻和电压成正比，∴R2：R：R2′=22.5V：45V：22.5V=1：2：1=4：8：4---②联立①②可得：R1：R2=1：4由题意，R AB=2km×11km=2Ω=R1+R2∴R 1=0.4Ω，R 2=1.6ΩAC 相距 s=1 1/R km=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．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。
欧姆定律 电功率
欧姆定律、电功、电功率试题精选1．由欧姆定律公式I=U／R变形得R=U／I，对此，下列说法中正确的是（）A．加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大B．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零D．导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关2．图5所示的电路中，电源两端电压保持不变。
开关S闭合，灯L正常发光，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则下列说法中正确的是( )A．电压表的示数变大，灯L变亮B．电压表的示数变小，灯L变暗C．电流表的示数变大，灯L变暗D．电流表的示数变小，灯L变亮3. 如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片P向左移动，在此过程中( )A. 电压表V1示数变小，电压表V2示数变大B. 电流表A示数变小，电压表V1示数不变C. 电流表A示数不变，灯泡L亮度变亮D. 电压表V1示数不变，灯泡L亮度变暗4.如图所示的电路中，电源电压为3V，R为定值电阻，灯L标有“6V 3W”的字样，灯L的电阻不随温度变化．闭合开关S后，电流表的示数为0.75A，则定值电阻R 的阻值为（）A.10ΩB.6ΩC. 15ΩD. 8Ω5.巨磁电阻（GMR）在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小，用GMR组成的电路如图所示，S断开，A2有示数，电源电压恒定，则（）A．S闭合时，A2示数减小B．S闭合时，A2示数不变C．A1示数减小时，A2示数不变D．A1示数增大时，A2示数增大6. 小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡，她想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒定不变。
（1）小丽测小灯泡电阻的实验原理是。
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整（要求滑片向左移灯泡变亮），并在虚线框内画出电路图。
（3）（1分）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因是。
高考物理部分电路欧姆定律练习题
高考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．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 =。
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)
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）一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.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。
当々闭合移动接触器，如果当接触器H和B端距离L]=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【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。
R CE+R FP R期icE+ipp齢H则匕又:-.-..I.■：：=...；.：「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．2. —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）3Q （2）40C （3）3Q 【解析】试题分析：（1）根据欧姆定律得，合金丝的电阻R=U/I=3Q （2）通过合金丝的电荷量Q=It=2X20=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=3Q 。
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。
3. 有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用.图1中，线圈的匝数为n,ab 长度为L,be 长度为L.图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B,12有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是900.某次测试时，外力使线圈以角速度s 逆时针匀速转动，电刷M 端和N 端接电流传感器，电流传感器记录的；-「图象如图3所示（I 为已知量），取•：［边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻不计线圈转动轴处的摩擦（1）求线圈在图2所示位置时，产生电动势E 的大小，并指明电刷一T 和.…哪个接电源正极；（2）求闭合电路的总电阻三和外力做功的平均功率一二；nBLLw 1【答案】（l ）nBLLs ，电刷M 接电源正极；（2）R =严，P =-nBLL w I12I 212【解析】V01图2團（1）有两个边一直在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，故根据切割公式，有E=2nBL1v1其中V 二2⑴L 2解得E=nBL]L 2⑴根据右手定则，M 端是电源正极E（2）根据欧姆定律，电流：I =-R1线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率P 二2I 2R 1解得P =—nBLL w I2i24．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8=45。
高考物理部分电路欧姆定律及其解题技巧及练习题(含答案)含解析
高考物理部分电路欧姆定律及其解题技巧及练习题(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+210.8R )(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．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02qU W nbd tqU m=∆（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002qU QI nQbdv t m∆===∆ （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。
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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．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 k ΩE．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：1 2 3 4 5 6U(V) 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71I(mA) 0.00 0.30 0.60 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． 如图所示电路 ,A 、 B 两点间接上一电动势为4V 、内电阻为 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1Ω 的直流电源,求 :,3 个电阻的阻（ 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） -5-50.8A （ 2） 6.4 ×10C ；（ 3） 3.2 × 10C 【解析】 试题分析：（ 1）当电键 S 闭合时，电阻 R 12被短路．根据欧姆定律得，电流表的读数、R E40.8 AIAR 3 r 4 1（2）电容器所带的电量Q=CU 33 -6 -5=CIR=20 × 10× 0. 8 × 4C=6.4 C ×；10（3）断开电键 S 后，电容器相当于电源，外电路是 R 1 2 相当并联后与 3串联．由于各、 R R 个电阻都相等，则通过 R 2 的电量为 Q ′-5=1/2Q=3.2 × 10C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．如图所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有 “ 3 V ．09 W ”的字样（传感器可看做一个纯电阻），滑动变阻器 R 0 上标有 “ 10 Ω 1的A 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 R 0 来改变电路中的电流和R 0 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． 48 0． 16第二次0． 91 0． 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 0m 0为 R ＝10 Ω时 R 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 V3）设实际检测时加在a b间的电压为U R 传′（、，传感器的实际电阻为，根据第一次实验记录数据有U＝I1 R 传′＋ U1根据第二次实验记录数据有U＝I2 R 传′＋ U2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＜ 1Ω所以此传感器仍可使用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。
高考物理部分电路欧姆定律专题训练答案及解析
高考物理部分电路欧姆定律专题训练答案及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示，电源两端电压U 保持不变．当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为R A 时，电压表的示数为U 1，电流表的示数为I 1，电阻R 1的电功率为P 1，电阻R A 的电功率为P A ；当开关S 1、S 2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为R B 时，电压表的示数U 2为2V ，电流表的示数为I 2，电阻R B 的电功率为P B ；当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器滑片P 位于最右端时，电阻R 2的电功率为8W ．已知：R 1:R 2=2:1，P 1:P B =1:10，U 1:U 2=3:2．求：(1)电源两端的电压U ； (2)电阻R 2的阻值； (3)电阻R A 的电功率P A ． 【答案】(1)U=12V (2)R 2=2Ω (3)4.5W 【解析】(1)已知： U 1∶U 2=3∶2 R 1∶R 2=2∶1由图甲、乙得：U 1=I 1(R 1 + R 2 ) U 2=I 2 R 2解得：12I I =12已知：P 1∶P B =1∶10 由图甲、乙得：P 1 = I 12R 1 P B = I 22R B 解得：R 1 =25R B 由电源两端电压U 不变 I 1(R 1+R 2+R A ) = I 2(R 2+R B ) 解得：R A =9R 2由图乙得：2U U =22BR R R + U 2=2V 解得：U =12V(2)由图丙得：2U U '=212R R R +解得：U 2' = 4V P 2=8WR 2 =222U P '=2(4V)8W= 2Ω(3)由U 1∶U 2=3∶2 解得：U 1=3V U A =U －U 1=9V R A =9R 2=18ΩP A =2A AU R =4.5W【点睛】本题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目．在解题过程中，注意电路的分析，根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图，同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系，结合题目中给出的已知条件进行解决．2．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R 0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R 0来改变电路中的电流和R 0两端的电压，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＝I1R传′＋U1根据第二次实验记录数据有U＝I2R传′＋U2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3．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（2）（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 Lη==< 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4．如图，竖直平面内放着两根间距L = 1m 、电阻不计的足够长平行金属板M 、N ，两板间接一阻值R= 2Ω的电阻，N 板上有一小孔Q ，在金属板M 、N 及CD 上方有垂直纸面向里的磁感应强度B 0= 1T 的有界匀强磁场，N 板右侧区域KL 上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 1=3T 和B 2=2T ．有一质量M = 0.2kg 、电阻r =1Ω的金属棒搭在MN 之间并与MN 良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒达最大速度时，在与Q 等高并靠近M 板的P 点静止释放一个比荷的正离子，经电场加速后，以v =200m/s 的速度从Q 点垂直于N 板边界射入右侧区域．不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=．求：（1）金属棒达最大速度时，电阻R 两端电压U ； （2）电动机的输出功率P ；（3）离子从Q 点进入右侧磁场后恰好不会回到N 板，Q 点距分界线高h 等于多少． 【答案】（1）2V （2）9W （3）21.210m -⨯ 【解析】试题分析：（1）离子从P 运动到Q ，由动能定理：①解得R 两端电压② （2）电路的电流③安培力④受力平衡⑤由闭合电路欧姆定律⑥感应电动势⑦功率⑧联立②-⑧式解得：电动机功率⑨(3)如图所示，设离子恰好不会回到N 板时，对应的离子在上、下区域的运动半径分别为和,圆心的连线与N 板的夹角为φ．在磁场中，由⑩ 解得运动半径为11 在磁场中，由12 解得运动半径为13 由几何关系得1415解 ⑩--15得:16考点：带电粒子在匀强磁场中的运动.5． 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x VA 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．6．有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用．图1中，线圈的匝数为n ，ab 长度为L 1，bc 长度为L 2 ．图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B ，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是900 ．某次测试时，外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动，电刷M 端和N 端接电流传感器，电流传感器记录的图象如图3所示(I 为已知量)，取边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻．不计线圈转动轴处的摩擦（1）求线圈在图2所示位置时，产生电动势E 的大小，并指明电刷和哪个接电源正极；（2）求闭合电路的总电阻和外力做功的平均功率；【答案】（1）nBL 1L 2ω，电刷M 接电源正极；（2）12nBL L R I ω＝， 1212P nBL L I ω＝ 【解析】（1）有两个边一直在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，故根据切割公式，有 E=2nBL 1v其中v ＝12ωL 2 解得E=nBL 1L 2ω根据右手定则，M 端是电源正极 （2）根据欧姆定律，电流：E I R＝ 解得12nBL L R Iω＝线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率P ＝12I 2R 解得1212P nBL L I ＝ω7．一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=I 2Rt=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．8．在如图所示的电路中，电源内阻r =0.5Ω，当开关S 闭合后电路正常工作，电压表的读数U =2.8V ，电流表的读数I =0.4A 。
高考物理《电功、电功率》真题练习含答案
高考物理《电功、电功率》真题练习含答案1．[2024·江苏省五市十一校阶段联测]电阻R 的两端的电压为U 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若在电阻R 两端加的电压为2U ，则在t 时间内产生的热量为( )A ．4QB ．2QC ．Q 2D ．Q 4答案：A解析：电阻R 的两端的电压为U 时，在t 时间内产生的热量为Q ，则Q ＝I 2Rt ＝U 2Rt ，若在电阻R 两端加的电压为2U ，则在t 时间内产生的热量为Q′＝I′2Rt ＝（2U ）2R t ＝4U 2R t＝4Q ，A 正确．2．把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R 1、R 2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R 1、R 2大小满足( )A ．R 2＝9R 1B ．R 2＝6R 1C ．R 2＝3R 1D ．R 1＝R 2 答案：A解析：设每个灯泡正常发光时的电流为I ，则题图甲中总电流为3I ，题图乙中总电流为I ，要使两电路消耗的总电功率也相同，需使P R1＝P R2，即(3I)2R 1＝I 2R 2，故R 2＝9R 1，A 正确．3．[2024·河北省张家口市张垣联盟联考]如图所示电路中电阻R 1、R 2、R 3的阻值相等，A 、B 间电压恒定．开关S 接通后和接通前电阻R 2的电功率之比( )A ．12B ．23C ．49D ．14答案：C解析：设A 、B 间电压为U ，根据题意有R 1＝R 2＝R 3＝R ，开关S 接通前电阻R 2的电功率为P 1＝(U R 1＋R 2 )2R 2＝U 24R ，R 2、R 3的并联电阻为R 并＝R 2R 3R 2＋R 3 ＝R 2 ，开关S 接通后电阻R 2两端的电压为U 1＝U R 1＋R 并 R 并＝U 3 ，开关S 接通后电阻R 2的电功率为P 2＝U 21R 2 ＝U 29R ，开关S 接通后和接通前电阻R 2的电功率之比P 2P 1 ＝49，C 正确．4．如图所示，一个电阻R 和一个灯泡L 串联接在电压恒为U 的电源上，电路中的电流为I.电阻两端的电压为U 1，电功率为P 1；灯泡两端的电压为U 2，电功率为P 2，则下列关系式正确的是( )A ．P 1＝UIB ．U 2＝U －IRC ．P 2＝U 2RD ．U 1＝U －IR 答案：B解析：电阻的电功率为P 1＝U 1I ，故A 错误；电阻两端的电压为U 1＝IR ，灯泡两端的电压为U 2＝U －U 1＝U －IR ，故B 正确，D 错误；灯泡的电功率为P 2＝U 2I ，故C 错误． 5．电路图如图甲所示，图乙是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R 0＝3 Ω.以下说法中正确的是( )A ．电源的内阻为10 ΩB ．当R ＝10.5 Ω时电源的输出功率最大C ．当R ＝4.5 Ω时电源的输出功率最大D ．当R ＝7.5 Ω时R 消耗的功率最大 答案：C解析：根据闭合电路欧姆定律可得U ＝－Ir ＋E 可知UI 图像的纵轴截距等于电动势，则有E ＝20 V ，UI 图像的斜率绝对值等于内阻，则有r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝20－52 Ω＝7.5 Ω，A 错误；设电路外电阻为R 外，则电源的输出功率为P ＝I 2R 外＝(E R 外＋r )2R 外＝E 2R 外＋r 2R 外＋2r ，可知当外电阻R 外＝r ＝7.5 Ω时，电源的输出功率最大，则有R ＝R 外－R 0＝7.5 Ω－3 Ω＝4.5 Ω，B 错误，C 正确；R 消耗的功率为P R＝I 2R ＝(ER ＋R 0＋r)2R ＝E 2R ＋（R 0＋r ）2R＋2（R 0＋r ），可知当R ＝R 0＋r ＝10.5 Ω时，R 消耗的功率最大，D 错误．6．一台电动机线圈的电阻为0.4 Ω，当电动机正常工作时，通过线圈的电流为5 A ，则这台电动机正常工作2 s 产生的焦耳热为( )A ．20 000 JB ．2 000 JC ．200 JD ．20 J 答案：D解析：由焦耳定律可知Q ＝I 2rt ，代入数据可得2 s 产生的焦耳热为Q ＝I 2rt ＝20 J ，D 正确．7．(多选)如图所示为某品牌的电动车，质量为m ＝60 kg ，驱动电动机正常工作的额定输入电流I ＝6 A ，额定输入电压为45 V ，电动车电池的容量为18 000 mA ·h .电动车行驶时所受阻力大小为车所受重力的0.05；该电动车在水平地面上由静止开始以额定功率运行t ＝5 s 通过x ＝15 m 的距离，速度达到v ＝5 m /s ，忽略电动机转动时的摩擦，重力加速度g ＝10 m /s 2.下列说法正确的是( )A ．电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为120 minB ．驱动电动机的输出功率为230 WC ．驱动电动机的内阻为56 ΩD ．电动车能达到的最大速度为8 m /s 答案：CD解析：电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为t ＝q I ＝18 000 mA ·h6 000 mA ＝3 h ＝180min ，A 错误；由动能定理Pt －kmgs ＝12 mv 2，解得P ＝240 W ，B 错误；根据IU ＝P ＋I 2r ，解得驱动电动机的内阻为r ＝56 Ω，C 正确；电动车能达到的最大速度v m ＝Pkmg ＝2400.05×600m /s ＝8 m /s ，D 正确．。
高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)
高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)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．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＝I1R传′＋U1根据第二次实验记录数据有U＝I2R传′＋U2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3．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：（1）如图18甲所示状态，加热器是否处于加热状态？（2）已知当控制电路的电流达到0.04 A时继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小0.036A时，衔铁被释放。
欧姆定律、电功、电功率专项练习
欧姆定律、电功、电功率专项练习1. 如图所示，电阻R1的电阻为10Ω，R2为30Ω，当开关S断开时，电流表示数为0.6A，则当K闭合时，安培表的示数为多少？2.已知电源电压为6V，R1=20Ω，R2=30Ω，求电路中干路以及各支路的电流分别为多少？3.如图所示，电源电压不变，R2的电阻为20Ω，闭合开关后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A。
求：（1）R1的电阻；（2）电源电压。
4.如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=20Ω，闭合开关S后，电流表A的示数为0.6A，电流表A1的示数为0.2A.求：（1）R1两端的电压；（2）R2的阻值。
5、在电路中，已知R1=6Ω，R2=10Ω，当开关闭合时，V1的示数为3V，求电源电压和电路中的电流大小。
7、在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2 =20Ω。
闭合开关S后，电流表A1的示数为0．5A，电流表A2的示数为0．3A，求：(1)电源电压；(2)电阻R1的阻值。
8.(20荆门)13.LED灯在现代生活中得到普遍应用，具有节能、环保的特点。
若一个“220V 5W”的LED灯每天正常工作10小时，则30天消耗的电能是______kW·h，这些电能可供“220V 40W”日光灯正常工作______h。
9.( 20 株洲) 25.电动自行车是生活中最常见的交通工具，人们常简称为电动车。
给电动车充电时，充电器将220V家庭电路电压降为电动车蓄电池需要的充电电压。
现在，我市许多小区安装了公共充电插座，采取扫码付费自动充电（如图所示），这些插座都是______（填“串联”或“并联”）的。
假设某充电器输出电压为48V，输出电流为2.5A，则它的输出功率是______W；若当地的商用电价为1元/（kW h），那么充电6小时的用电成本至少是______元。
10(20 安顺) 28．（6分）如图所示电路，电源电压不变，定值电阻R1＝10Ω．只闭合开关S1，电流表示数为0.3A；再闭合开关S2，电流表示数为0.5A．求：（1）电源电压；（2）定值电阻R2的阻值；（3）开关均闭合时，电路消耗的总功率。
高考物理高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)
高考物理高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)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R 0两端的电压U 0=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．如图，竖直平面内放着两根间距L = 1m 、电阻不计的足够长平行金属板M 、N ，两板间接一阻值R= 2Ω的电阻，N 板上有一小孔Q ，在金属板M 、N 及CD 上方有垂直纸面向里的磁感应强度B 0= 1T 的有界匀强磁场，N 板右侧区域KL 上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 1=3T 和B 2=2T ．有一质量M = 0.2kg 、电阻r =1Ω的金属棒搭在MN 之间并与MN 良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒达最大速度时，在与Q 等高并靠近M 板的P 点静止释放一个比荷的正离子，经电场加速后，以v =200m/s 的速度从Q 点垂直于N 板边界射入右侧区域．不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=．求：（1）金属棒达最大速度时，电阻R 两端电压U ；（2）电动机的输出功率P ；（3）离子从Q 点进入右侧磁场后恰好不会回到N 板，Q 点距分界线高h 等于多少．【答案】（1）2V （2）9W （3）21.210m -⨯【解析】试题分析：（1）离子从P 运动到Q ，由动能定理：①解得R 两端电压② （2）电路的电流③ 安培力④ 受力平衡⑤ 由闭合电路欧姆定律⑥感应电动势⑦功率⑧联立②-⑧式解得：电动机功率⑨(3)如图所示，设离子恰好不会回到N板时，对应的离子在上、下区域的运动半径分别为和,圆心的连线与N板的夹角为φ．在磁场中，由⑩解得运动半径为11在磁场中，由12解得运动半径为13由几何关系得1415解⑩--15得:16考点：带电粒子在匀强磁场中的运动.3．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I2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：E I 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．4．如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑线电阻，阻值为R ，长度为L ，两边分别有P 1、P 2两个滑动头．P 1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN 上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P 1刚好指着A 端，P 1与托盘固定相连，若P 1、P 2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k ，托盘自身质量为m 0，电源电动势为E ，内阻不计，当地的重力加速度为g ．求;（1）托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P 1离A 的距离x 1（2）托盘上放有质量为m 的物体时，P 1离A 的距离x 2（3）在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P 2，使P 2离A 点的距离也为x 1，从而使P 1、P 2间的电压为零．校准零点后，将物体m 放在托盘上，试推导出物体质量m 与P 1、P 2间的电压U 之间的函数关系式．【答案】（1）0m g k ；（2）()0m m g k+；（3）kL m U gE =。
高考物理闭合电路的欧姆定律练习题及解析
高考物理闭合电路的欧姆定律练习题及解析一、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．如图所示，R 1＝R 3＝2R 2＝2R 4，电键S 闭合时，间距为d 的平行板电容器C 的正中间有一质量为m ，带电量为q 的小球恰好处于静止状态；现将电键S 断开，小球将向电容器某一个极板运动。
若不计电源内阻，求： (1)电源的电动势大小；(2)小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。
【答案】(1)2mgdE q=(2)0v =【解析】 【详解】(1)电键S 闭合时，R 1、R 3并联与R 4串联，(R 2中没有电流通过)U C ＝U 4＝12E 对带电小球有：2C qU qEmg d d== 得：2mgdE q=(2)电键S 断开后，R 1、R 4串联，则233CE mgd U q==' 小球向下运动与下极板相碰前瞬间，由动能定理得21222C U d mg q mv ⋅-⋅='解得：0v =3．电源的电动势为4.8V 、外电阻为4.0Ω时，路端电压为4.0V 。
如果在外电路并联一个6.0Ω的电阻，路端电压是多大？ 【答案】3.6V 【解析】 【详解】由题意可知当外电阻为4.0Ω时，根据欧姆定律可知电流4A 1.0A 4U I R ===外 由闭合电路欧姆定律()E I R r =+代入数据解得r =0.8Ω当外电路并联一个6.0Ω的电阻时462.446R ⨯==Ω+并 电路中的总电流4.8A=1.5A 2.40.8E I R r '==++并所以路端电压1.52.4V3.6V U I R '==⨯'=并4．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 。
高考物理部分电路欧姆定律解题技巧和训练方法及练习题(含答案)
高考物理部分电路欧姆定律解题技巧和训练方法及练习题(含答案)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．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：（1）如图18甲所示状态，加热器是否处于加热状态？（2）已知当控制电路的电流达到0.04 A时继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小0.036A时，衔铁被释放。
当调节R＇＝350欧姆时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”。
如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应该将R＇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)50Ω(3) 50℃附近【解析】(1)图示加热器回路闭合，处于加热状态。
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．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：R 1与R 2的阻值分别为多少？【答案】R 1与R 2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．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，∴R1：R：R1′=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R2、R2′、R串联，∵在串联电路中电阻和电压成正比，∴R2：R：R2′=22.5V：45V：22.5V=1：2：1=4：8：4---②联立①②可得：R1：R2=1：4由题意，R AB=2km×11km=2Ω=R1+R2∴R1=0.4Ω，R2=1.6ΩAC相距s=1 1/R kmΩ=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．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 ＝U l ，设导体中全部电荷为q 后，再求出电场力做的功U W qEvt q vt 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：U j 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t 0（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202m ne t ρ=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：q It==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t0，碰后电子立刻停止运动．根据动量定理由Ue t mvl⋅=-，得0Uetvml=电子定向移动的平均速率为022Uetvvml+==根据电流得微观表达式20022Uet ne UStI neSv neSml ml==⋅=根据欧姆定律22U mlRI ne St==根据电阻定律可知22002S ml S mRl ne St l ne tρ==⋅=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t0.5．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）。
高考物理高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)
高考物理高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示，电源两端电压U 保持不变．当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为R A 时，电压表的示数为U 1，电流表的示数为I 1，电阻R 1的电功率为P 1，电阻R A 的电功率为P A ；当开关S 1、S 2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为R B 时，电压表的示数U 2为2V ，电流表的示数为I 2，电阻R B 的电功率为P B ；当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器滑片P 位于最右端时，电阻R 2的电功率为8W ．已知：R 1:R 2=2:1，P 1:P B =1:10，U 1:U 2=3:2．求：(1)电源两端的电压U ；(2)电阻R 2的阻值；(3)电阻R A 的电功率P A ．【答案】(1)U=12V (2)R 2=2Ω (3)4.5W【解析】(1)已知： U 1∶U 2=3∶2R 1∶R 2=2∶1由图甲、乙得：U 1=I 1(R 1 + R 2 )U 2=I 2 R 2 解得：12I I =12已知：P 1∶P B =1∶10由图甲、乙得：P 1 = I 12R 1P B = I 22R B解得：R 1 =25R B 由电源两端电压U 不变 I 1(R 1+R 2+R A ) = I 2(R 2+R B )解得：R A =9R 2 由图乙得：2U U =22BR R R + U 2=2V 解得：U =12V(2)由图丙得：2U U '=212R R R +解得：U2'= 4V P2=8WR2 =2 2 2UP'=2(4V)8W= 2Ω(3)由U1∶U2=3∶2解得：U1=3VU A=U－U1=9VR A=9R2=18ΩP A=2AAUR=4.5W【点睛】本题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目．在解题过程中，注意电路的分析，根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图，同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系，结合题目中给出的已知条件进行解决．2． 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x VA xR RR 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．3．有一个表头，其满偏电流I g =1mA ，内阻R g =500Ω．求：（1）如何将该表头改装成量程U =3V 的电压表？（2）如何将该表头改装成量程I =0.6A 的电流表？【答案】（1）与表头串联一个2500Ω的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
【配套K12】高考物理 闭合电路欧姆定律练习
2011年高考物理 闭合电路欧姆定律练习一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1．(2009·广东)如图所示，电动势为E 、电阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S 1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S 2，则下列表述正确的是 ( )A ．电源输出功率减小B ．L 1上消耗的功率增大C ．通过R 1上的电流增大D. 通过R 3上的电流增大 【解析】 本题考查直流电路问题，意在考查考生对闭合电路的动态变化分析．电源不计内阻，其输出电压等于电动势．当闭合S 2时，电路的外电阻R 变小，电路电流变大，故C 正确；电源的输出功率P 出＝E 2R，所以电源输出功率应该变大，A 错误；因并联部分两端的电压U 并＝E －U R 1，闭合S 2时U R 1变大，所以U 并变小，L 1上消耗的功率变小，通过R 3的电流也是变小的，故B 、D 错误．【答案】 C2．(2009·江苏)在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E ，电容器的电容为C ，当闪光灯两端电压达到击穿电压U 时，闪光灯才有电流通过并发光．正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定 ( )A ．电源的电动势E 一定小于击穿电压UB ．电容器所带的最大电荷量一定为CEC ．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D ．在一个闪光周期内，通过电阻R 的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等【解析】 本题考查含容电路部分知识，意在考查考生对含容电路的处理能力．电源的电动势一定大于击穿电压U ，电容器所带的最大电荷量为CU ，闪光灯闪光时电容器两端电压减小，电容器的电荷量减小，在一个闪光周期内电容器上电荷变化量为零，则通过电阻的电荷量等于通过闪光灯的电荷量，D 正确．【答案】 D3．(2009·广东理基)如图所示是一实验电路图．在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是 ( )A ．路端电压变小B ．电流表的示数变大C ．电源内阻消耗的功率变小D ．电路的总电阻变大【答案】 A4．(2008·湖北黄冈调研)在如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内电阻为r .L 1、L 2是两个小灯泡．闭合S 后，两灯均能发光．当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，会出现( )A ．L 1变暗L 2变暗B ．L 1变亮L 2变暗C ．L 1变亮L 2变亮D ．L 1变暗L 2变亮【解析】 当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，R 的有效阻值变大，R 与L 2并联电阻变大，电路中R 总变大，所以电路中总电流I 总减小，即通过L 1的电流变小，故L 1变暗，U L 2＝E －I 总(r ＋R L 1)，U L 2变大，L 2实际消耗功率变大，故L 2变亮，所以D 选项正确．【答案】 D5．(2007·广东卷)用电压表检查如下图电路中的的故障，测得U ad ＝5.0V ，U cd ＝0V ，U bc ＝0V ，U ab ＝5.0V.则此故障可能是 ( )A ．L 断路B ．R 断路C ．R ′断路D ．S 断路 【解析】 U ad ＝5.0V 说明a 到电源正极，d 到电源负极均为通路．U ab ＝5.0V ，说明a 到电源正极，b 到电源负极，均为通路，判断故障可能是R 断路．【答案】 B6．(2008·安徽合肥联考)右图为大型电子地磅电路图，电源电动势为E ，内阻不计．不称物体时，滑动触头P 在A 端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑动触头P 下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大．这样就把电流对应的重力值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力值．若滑动变阻器上A 、B 间距离为L ，最大阻值等于定值电阻阻值R 0，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k ，则所称重物的重力G 与电流大小I 的关系为 ( )A ．G ＝2kL －EkL IR 0B ．G ＝kLC ．G ＝E IR 0＋kLD ．G ＝kIL【解析】 由于滑动触头P 的移动，所以接入电路的电阻随重物的增加而减小，设所称重物的重力为G 时，弹簧压缩x (AP ＝x )，则电路中的总电阻为R 0＋L －x L R 0， 由闭合电路欧姆定律可得E ＝I (R 0＋L －x L R 0)，① 由牛顿第三定律和胡克定律得G ＝kx ，②由①②两式解得G ＝2kL －EkL IR 0，故选项A 正确． 【答案】 A7．(2009·福州市调研)在如下图所示的电路图中，C 是极板水平放置的平行板电容器，开关S 1、S 2、S 3、S 4均闭合时，板间悬浮着一油滴P ，若P 向下运动则断开的开关可能为．( )A ．S 1B ．S 2C ．S 3D ．S 4【解析】 当S 1和S 3断开时，电容器即不会充电又不会放电，所以P 仍处于悬浮状态，即A 、C 错误；当断开S 2时，电容器两端的电压会减小，P 会向下运动，当断开S 4时，电容器会通过R 5放电，P 会向下运动，所以BD 正确．【答案】 BD8．如图所示的电路中，R 3是光敏电阻，当开关S 闭合后，在没有光照射时，a 、b 两点等电势，当用光照射电阻R 3时，则 ( )A ．R 3的电阻变小，a 点电势高于b 点电势B ．R 3的电阻变小，a 点电势低于b 点电势C ．R 3的电阻变大，a 点电势高于b 点电势D ．R 3的电阻变大，a 点电势低于b 点电势 【解析】 根据光敏电阻的特性可知，当光照射电阻R 3时，R 3的电阻变小，闭合电路的外电阻减小，总电流增大，而路端电压变小，故通过R 1、R 2的电流减小，R 2两端的电压变小，b 点电势降低．通过R 3、R 4的电流增大，R 4两端的电压变大，a 点电势升高，所以a 点电势高于b 点电势．【答案】 A9．如图所示的电路中，A 、B 两灯原来正常发光，忽然B 灯比原来亮了，这是因为电路中某一处发生断路故障造成的，那么发生这种故障可能是(电源内阻不计) ( )A ．R 1断路B ．R 2断路C ．R 3断路D ．灯A 断路 【解析】 由于电源内阻不计，故路端电压为电源的电动势，所以R 1断路时，灯A 和B 两端电压不变，故B 灯亮度不会发生变化，故A 选项错误．对B 选项，当R 2断路时，会使A 灯两端电压升高，B 灯两端电压降低，B 灯应变暗，故B 选项错误，同理可知D 选项也错误．对于C 选项，当R 3断路时，会使B 灯两端电压升高，A 灯两端电压降低，故B 灯变亮，因此正确选项为C.【答案】 C10．在如图1所示的电路中，电源电动势为3.0V ，内阻不计，L 1、L 2、L 3为3个相同规格的的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，当开关闭合后，下列判断正确的是 ( )A ．灯泡L 1的电阻为12ΩB ．通过灯泡L 1的电流为灯泡L 2电流的2倍C ．灯泡L 1消耗的电功率为0.75WD ．灯泡L 2消耗的电功率为0.30W【解析】 当L 1两端电压为3.0V 时，I L 1＝0.25A.由于I ＝U R 得R ＝U I ＝3.00.25Ω＝12Ω，A 正确． 由P 1＝I 1U 1＝0.25×3W ＝0.75W ，C 正确．因L 2、L 3的两电阻相等，即L 2、L 3两端电压各为1.5V ，由图可知I 2＝0.20A ，即可得出灯泡L 2消耗的电功率为 P 2＝I 2U 2＝0.20×1.5W ＝0.30W ，D 正确．【答案】 ACD二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11．三只灯泡L 1、L 2和L 3的额定电压分别为1.5V 、1.5V 和2.5V ，它们的额定电流都为0.3A.若将它们连接成如图(甲)、(乙)所示电路，且灯泡都能正常发光，(1)试求题图(甲)电路的总电流和电阻R 2消耗的电功率；(2)分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能．【解析】 (1)由题意，在图(甲)电路中：电路的总电流I 总＝I L 1＋I L 2＋I L 3＝0.9AU 路端＝E －I 总r ＝2.55VU R 2＝U 路端－U L 3＝0.05VI R 2＝I 总＝0.9A电阻R 2消耗功率P R 2＝I R 2U R 2＝0.045W.(2)图(甲)电源提供的电功率P 总＝I 总E ＝0.9×3W ＝2.7W ，图(乙)电源提供的电功率P 总′＝I 总′E ′＝0.3×6W ＝1.8W ，由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而P 总′<P 总，所以，图(乙)电路比图(甲)电路节能．【答案】 (1)0.9A 0.045W (2)2.7W 1.8W 图(乙)电路更节能12．(2010·四川绵阳一中检测)如图所示，一个质量为m ＝4×10－3kg 、电荷量q ＝3×10－4C 带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置的足够大的平行金属板中的O 点，已知两板相距d ＝0.1m.合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角为α，电源电动势E ＝12V ，内阻r ＝2Ω，电阻R 1＝4Ω，R 2＝R 3＝R 4＝12Ω.g 取10m/s 2.求：(1)通过电源的电流；(2)夹角α的大小．【解析】 (1)R 2与R 3并联后的电阻值R 23＝R 2R 3R 2＋R 3＝6Ω 由闭合电路欧姆定律得：I ＝E R 1＋R 23＋r＝1A (2)电容器两板间的电场强度E ＝U C d ＝I (R 1＋R 23)d小球处于静止状态，由平衡条件得：qE ＝mg tan α 代入数据解得：tan α＝0.75，α＝37°13．(2010·黄冈质检)如图所示，电路中电源电动势为E ，内阻不计，水平放置的平行金属板A 、B 间的距离为d ，板长为L ，在A 板的左端且非常靠近极板A 的位置，有一质量为m 、电荷量为－q 的小液滴以初速度v 0水平向右射入两板间．(重力加速度用g 表示)则：(1)若使液滴恰能沿v 0方向射出电场，电动势E 1应为多大？(2)若使液滴恰能从B 板右端边缘射出电场，电动势E 2应为多大？【解析】 (1)I ＝E R ＋R ＝E 12R则U AB ＝IR ＝12E 1① 由液滴受力平衡mg ＝qU AB d② 联立①②得E 1＝2mgd /q(2)由于液滴能从B 板右端边缘飞出，利用平抛运动规律有： L ＝v 0ty ＝d ＝12at 2 qU ′AB /d －mg ＝ma同理U ′AB ＝12E 2 由以上各式得E 2＝2md q (2d v 20L 2＋g )。
高考物理闭合电路的欧姆定律基础练习题含解析
高考物理闭合电路的欧姆定律基础练习题含解析一、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2．如图所示，金属导轨平面动摩擦因数µ＝0.2，与水平方向成θ＝37°角，其一端接有电动势E ＝4.5V ，内阻r ＝0.5Ω的直流电源。
现把一质量m ＝0.1kg 的导体棒ab 放在导轨上，导体棒与导轨接触的两点间距离L ＝2m ，电阻R ＝2.5Ω，金属导轨电阻不计。
在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B ＝0.5T ，方向竖直向上的匀强磁场。
己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g ＝10m/s 2（不考虑电磁感应影响），求：(1)通过导体棒中电流大小和导体棒所受安培力大小；(2)导体棒加速度大小和方向。
【答案】(1) 1.5A ，1.5N ；(2)2.6m/s 2，方向沿导轨平面向上【解析】【详解】(1)由闭合电路欧姆定律可得 1.5A E I R r==+ 根据安培力公式可得导体棒所受安培力大小为1.5N F BIL ==(2)对导体棒受力分析，根据牛顿第二定律有cos θsin θ BIL mg f ma --=()cos θsin θN f F mg BIL μμ==+联立可得2 2.6m/s a =方向沿导轨平面向上3．如图所示，电路中电源内阻不计，水平放置的平行金属板A 、B 间的距离为d ，金属板长为L ，在两金属板左端正中间位置M ，有一个小液滴以初速度v 0水平向右射入两板间，已知小液滴的质量为m ，带负电，电荷量为q ．要使液滴从B 板右侧边缘射出电场，电动势E 是多大？(重力加速度用g 表示)【答案】220222md v mgd E qL q=+【解析】【详解】 由闭合电路欧姆定律得2E E I R R R==+ 两金属板间电压为U BA ＝IR ＝2E 由牛顿第二定律得q BA U d－mg ＝ma 液滴在电场中做类平抛运动，有L ＝v 0t 21 22d at = 联立解得220222md v mgd E qL q=+ 【点睛】题是电路与电场两部分知识的综合，关键是确定电容器的电压与电动势的关系，掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律．4．如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d =40 cm 。
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2011年高考物理部分电路欧姆定律电功和电功率练习一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1．如图所示，是两个电阻R1、R2的I－U图线，将R1、R2并联后的电阻为R，则电阻R的I－U图线在图中()A.区域ⅠB．区域ⅡC．区域ⅢD．不能确定【解析】电阻并联后阻值变小，R<R1，R<R2，又I－U图象中斜率表示电阻的倒数，故选项A对．【答案】 A2) A．一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多B．一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电风扇消耗的电能多C．电风扇额定电流比电冰箱大D．电风扇额定电流比电冰箱小【解析】电风扇一天耗电为W＝50×10－3kW×24h＝1.2度，而冰箱一天耗电为1度，选项A正确．由P＝UI知I＝PU，U相同，P大的I大，选项D对．【答案】AD3．电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系式正确的是() A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2)C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2)【解析】由于电吹风机中有电动机，不是纯电阻电路，电流做功的功率与热功率不相等，电功率P＝UI；电流做功分为两部分，一是转化为机械能(让电吹风机转动)，另一个是发热，而热功率则是电阻部分消耗的功率：P热＝I2(R1＋R2)，由此可知选项A、B是不正确的；P>P热，选项D是正确的；同理，两电阻两端的电压也小于电吹风机两端的总电压，选项C是错误的．【答案】 D4．有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I .设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q ，此时电子的定向移动速率为v ，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为 ( )A ．n v SB ．n v Δt C.IΔt q D.IΔtSq【解析】 根据电流的定义式可知，在Δt 内通过导线横截面的电荷量Q ＝IΔt 所以在这段时间内通过的自由电子数为N ＝Q q ＝IΔt q所以C 项正确，D 项错．由于自由电子定向移动的速率是v ，因此在时间Δt 内，位于以横截面积S 为底、长l ＝v Δt 的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如右图所示)，这段导线的体积V ＝Sl ＝S v Δt ，所以Δt 内通过横截面S 的自由电子数为N ＝nV ＝nS v Δt ，所以A 、B 错．【答案】 C5．如图所示，一段长为a 、宽为b 、高为c (a >b >c )的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R ，则最小的电阻为 ( )A.c 2a 2R B.c 2ab R C.a 2bcRD ．R【解析】 同种材料的电阻，R ＝ρlS，若电阻最大，应该是S 最小，l 最大，最大电阻的表达式为R ＝ρa bc .若电阻最小，应该是S 最大，l 最小，最小电阻的表达式应是R ′＝ρcab，故R ′R ＝c 2a 2，即R ′＝c 2a 2R . 【答案】 A6．如图所示，电阻R 1＝20Ω，电动机的内阻R 2＝10Ω.当开关打开时，电流表的示数是0.5A ，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是 ( )A ．I ＝1.5AB ．I <1.5AC ．P ＝15WD ．P <15W【解析】 当开关打开时，可据U ＝IR 算出电源电压为10V ，合上开关后，电阻R 1中的电流没变，电动机两端的电压也为10V ，此电压不可能全部降在电动机的内阻上，故电动机的电流不可能达到1A ，所以总电流小于1.5A ，据P ＝UI 可知，电路消耗的功率也小于15W.【答案】 BD7．一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U 时，通过金属导线的电流为I ，金属导线中自由电子定向移动的平均速度为v ，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U ，则此时 ( )A ．通过金属导线的电流为I2B ．通过金属导线的电流为I4C ．自由电子定向移动的平均速率为v2D ．自由电子定向移动的平均速率为v4【解析】 金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的12，电阻变为原来的4倍，两端加上恒定电压U ，通过金属导线的电流为I4，B 正确．根据I ＝neS v可知自由电子定向移动的平均速率为v2，C 正确．【答案】 BC 8．(2010·广东东莞调研)电子产品制作车间里常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个白炽灯串联使用，电灯还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图所示)，下列说法正确的是 ( )A ．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B ．开关接通时，电灯熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C ．开关断开时，电灯发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D ．开关断开时，电灯发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变【解析】 开关接通时，电灯被短路，电灯熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P ＝U 2R变大，电烙铁的功率变大，A 正确，B 、C 、D 不正确． 【答案】 A9．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行．一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调器运转1小时用电 ( )A ．1.0度B ．1.5度C ．2.0度D ．2.5度【解析】 W ＝4×(P 1t 1＋P 2t 2)＝4×(0.5kW ×560h ＋2kW ×1060h)＝1.5度，所以B 选项正确．【答案】 B10．(2009·武汉模拟)有一只家用电熨斗，其电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗获得低、中、高3个不同的温度挡，如下图所示是它4种不同的连线方式，其中获得低挡温度是 ( )【答案】 B二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)名称额定电压 (V) 频率 (Hz) 工作电流 (A) 电阻 (Ω) 转速 (r/min) 洗涤电动机 220 50 0.5 20 1370 脱水电动机220500.8181370(2)如图是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序．若洗涤衣服的时间为15min ，脱水的时间为2min ，则洗涤一次衣服大约用电多少？当洗涤和脱水同时操作时，流过电源插座的电流是多少？为什么？【解析】 (1)从表中可想到工作电压是我国民用交流电压220V ；洗涤电动机的功率为110W.脱水电动机的功率是176W ；用欧姆定律I ＝UR 求出的电流值和实际的工作电流是不同的，原因是欧姆定律适合纯电阻电路，而电动机主要是用来输出机械能的，不是用来发热的．(2)由洗衣机洗涤时正、反转和停的时间程序图可知，当洗涤衣服的时间为15min 时，停和转的时间分别为128.6s 和771.4s ≈0.536h.根据W 洗涤＝P 洗涤t ＝UIt ＝220×0.5×10－3×0.536kW·h ＝0.059kW·h W 脱＝P 脱t ＝UIt ＝220×0.8×10－3×260kW·h＝0.0059kW·hW ＝W 洗涤＋W 脱＝0.059kW·h ＋0.0059kW·h ≈0.065kW·h.当洗涤和脱水同时操作时，就相当于两个用电器的并联，则流过电源插座的电流是这两个电器单独使用时的工作电流之和，即I ＝I 洗涤＋I 脱＝(0.5＋0.8)A ＝1.3A. 【答案】 (1)见解析 (2)0.03kW·h 1.3A12．电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．如图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R 1、R 2和自动开关S.(1)当自动开关S 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(U ＝220V)，设加热时用电器的电功率为400W ，保温时用电器的电功率为40W ，则R 1和R 2分别为多大？(3)若将图甲中的自动机关S 换成理想的晶体二极管D ，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能．【解析】 (1)S 闭合，处于加热状态 S 断开，处于保温状态．(2)由电功率公式得P 1＝U 2R 1① P 2＝U 2R 1＋R 2②联立①②得R 1＝121Ω R 2＝1089Ω(3)二极管导通时处于加热状态，二极管截止时，用电器处在保温状态．W ＝P 1t 2＋P 2t2＝0.22kW·h(或7.92×105J)．【答案】 (1)S 闭合，处于加热状态．S 断开，处于保温状态 (2)R 1＝121Ω R 2＝1089Ω (3)0.22kW·h(或7.92×105J) 13．(2009·江苏徐州模拟)如图甲所示是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V)．R 0是定值电阻，R 是可变电阻(调温开关)，其电阻值均不受温度影响．(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W ，温度最高时的耗电功率为484W ，求R 0的阻值及R 的阻值变化范围．(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量Q 跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220℃，且保持不变，问应将R 的阻值调为多大？【解析】 (1)温度最低挡P 1＝U 2R max ＋R 0，即121＝2202R max ＋R 0温度最高挡P 2＝U 2R 0即484＝2202R 0由以上两式可解得R 0＝100Ω，R max ＝300Ω 所以变阻器阻值范围是0到300Ω(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差Δt ＝220℃－20℃＝200℃ 由图象知电熨斗每秒钟散发的热量Q ＝440J 要保持电熨斗的表面温度不变， 则电熨斗的电功率P ＝440WP ＝U 2R ＋R 0，440＝2202R ＋100R ＝10Ω，故应将R 调至10Ω.【答案】 (1)100Ω 0～300Ω (2)10Ω。