高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律

1．如图(1)所示 ，线圈匝数n ＝200匝，直径d 1＝40cm ，电阻r ＝2Ω，线圈与阻值R ＝6Ω的电阻相连．在线圈的中心有一个直径d 2＝20cm 的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按图(2)所示规律变化，试求：(保留两位有效数字)

(1)通过电阻R 的电流方向和大小；

(2)电压表的示数．

【答案】（1）电流的方向为B A →；7.9A ； （2）47V

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由楞次定律得电流的方向为B A →

由法拉第电磁感应定律得

B E n n S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1

B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9E I A R r

=

=+ （2）电阻R 两端的电压为U=IR=47V

2．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 11A 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

1212

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。

3．在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R 是可变的，电源的电动势为E ，电源的内阻为r ，其余部分的电阻均可忽略不计。

（1）闭合开关S ，写出电路中的电流I 和电阻箱的电阻R 的关系表达式；

（2）若电源的电动势E 为3V ，电源的内阻r 为1Ω，闭合开关S ，当把电阻箱R 的阻值调节为14Ω时，电路中的电流I 为多大？此时电源两端的电压（路端电压）U 为多大？

【答案】(1) E I R r

=

+ (2)0.2A 2.8V 【解析】

【详解】 （1）由闭合电路的欧姆定律，得关系表达式:

E I R r

=+ （2）将E =3V ，r =1Ω，R =14Ω，代入上式得：

电流表的示数

I =3A 141

+=0.2A

电源两端的电压

U=IR=2.8V

4．如图所示电路中，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用P r，P1和P2分别表示电阻r，R1，R2上所消耗的功率，当R1=R2= r时，求：

(1)I r∶I1∶I2等于多少

(2)P r∶P1∶P2等于多少

【答案】(1)2：1：1；(2)4：1：1。

【解析】

【详解】

(1)设干路电流为I，流过R1和R2的电流分别为I1和I2。

由题，R1和R2并联，电压相等，电阻也相等，则电流相等，故

I1=I2=1 2 I

即

I r∶I1∶I2=2：1：1

(2)根据公式P=I2R，三个电阻相等，功率之比等于电流平方之比，即

P r：P1：P2=4：1：1

5．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/s2（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/s2，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

cosθsinθ

BIL mg f ma

--=

()

cosθsinθ

N

f F m

g BIL

μμ

==+

联立可得

2

2.6m/s

a=

方向沿导轨平面向上

6．如图所示电路中，电源电动势E＝16V，内电阻r＝1.0Ω，电阻R1＝9.0Ω，R2＝15Ω。开关闭合后，理想电流表A的示数为0.4A。求：

(1)电源的路端电压；

(2)电阻R3的阻值和它消耗的电功率。

【答案】(1)15V，(2)10Ω，3.6W。

【解析】

【详解】

(1)对2R根据欧姆定律：

222

U I R

=

整个回路的总电流：

2

1

E U

I

R r

-

=

+

路端电压为：

U E Ir

=-

代入数据得：15V

=

U；

(2)对3R：

2

3

3

U

R

I

=

总电流：