高中物理部分电路欧姆定律试题经典及解析

高中物理部分电路欧姆定律试题经典及解析

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2

12L 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 9

A 0.225A 1228

I =

=+

当滑动端在最右端时电阻最小为0，则最大电流：

max 9

A 0.75A 12

I =

= 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

9

A 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=

10066.60.59

P 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

6

0.50.75A 24

I =+

= 电路的效率

000023=

10044.40.759

P IE η=⨯=⨯

2．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 、R 0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R 0＝150 Ω B ．滑动变阻器R ，总电阻约为20 Ω C ．电流表A ，量程2.5 mA ，内阻约30 Ω D ．电压表V ，量程3 V ，内阻约3 kΩ E ．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 6 U (V) 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71 I (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

3．（11分）如图示电路中，电阻R1=R2=6Ω，R3=4Ω，R4=3Ω。电源内阻r=2Ω。不计电压表和电流表的影响。S断开时，电压表的示数为2.25V。求：

（1）电源电动势E；

（2）S合上后，电流表的示数。

【答案】（1）6V ；（2）0.8A

【解析】试题分析：（1）S断开时，其等效电路如图所示，

外电路上的电阻

电压表的示数为R4两端的电压，根据分压公式：

解得 E=6V

（2）S闭合时，其等效电路如图所示，

R1和R4并联后再与 R3串联，R2直接并联在电源两端，外电路的总电阻

电路总电流：

=3.6V

根据分压公式：=1.2V

流过R4的电流

流过电流表的电流为R1和R2，即

考点：串联及并联电路的特点；全电路的欧姆定律.

4．如图所示，一段长方体金属导电材料，厚度为a、高度为b、长度为l，内有带电量为e 的自由电子。该导电材料放在垂直于前后表面的匀强磁场中，内部磁感应强度为B。当有大小为I的稳恒电流垂直于磁场方向通过导电材料时，在导电材料的上下表面间产生一个恒定的电势差U。求解以下问题：

（1）分析并比较上下表面电势的高低；

（2）该导电材料单位体积内的自由电子数量n。

（3）经典物理学认为金属导体中恒定电场形成稳恒电流，而金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。设某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，带电量为e，自由电子连续两次碰撞的时间间隔的平均值为t。试这种金属的电阻率。

【答案】（1）下表面电势高；（2）（3）

【解析】试题分析：（1）因为电流方向向右，则电子运动方向向左，由左手定则电子向上偏转，可知下表面电势高；