高考物理高考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)

高考物理高考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．如图所示电路中，14R =Ω，26R =Ω，30C F μ=，电池的内阻2r =Ω，电动势

12E V =．

（1）闭合开关S ，求稳定后通过1R 的电流． （2）求将开关断开后流过1R 的总电荷量． 【答案】（1）1A ；（2）41.810C -⨯ 【解析】 【详解】

（1）闭合开关S 电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，1R 与2R 串联，由闭合电路的欧姆定律有：

1212

1A 462

E I R R r =

==++++

所以稳定后通过1R 的电流为1A ．

（2）闭合开关S 后，电容器两端的电压与2R 的相等，有

16V 6V C U =⨯=

将开关S 断开后，电容器两端的电压与电源的电动势相等，有

'12V C U E ==

流过1R 的总电荷量为

()'

63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯

2．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 。 （1）求电源的内阻。

（2）当滑动变阻器R 为多大时，电源的总功率最大?最大值P m 是多少?

【答案】（1）5Ω；（2）当滑动变阻器R 为0时，电源的总功率最大，最大值P m 是4W 。 【解析】 【分析】 【详解】

（1）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 ，根据闭合电路欧姆定律可知：

0E

I

R R r

=

++

得：r =5Ω

（2）电源的总功率

P=IE

得：

2

0E P R R r

=++

当R =0Ω，P 最大，最大值为m P ，则有：4m P =W

3．如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L ，导轨的两端 分别与电源（串有一滑动变阻器 R ）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K 相连．整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B ．一质量为m ，电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上．已知电源电动势为E ，内阻为r ，电容器的电容为C ，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻．

（1）当K 接1时，金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大？

（2）当 K 接 2 后，金属棒 ab 从静止开始下落，下落距离 s 时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落 s 的过程中所需的时间为多少？

（3） ab 达到稳定速度后，将开关 K 突然接到3，试通过推导，说明 ab 作何种性质的运动？求 ab 再下落距离 s 时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿）

【答案】（1）EBL r mg -（2）44220220B L s m gR mgR B L +（3）匀加速直线运动 2222

mgsCB L m cB L +

【解析】 【详解】

（1）金属棒ab 在磁场中恰好保持静止，由BIL=mg

E

I R r

=

+ 得 EBL

R r mg

=

- （2）由 220

B L v

mg R =

得 0

22

mgR v B L =

由动量定理，得mgt BILt mv -= 其中0

BLs

q It R ==

得4422

22

0B L s m gR t mgR B L +=

（3）K 接3后的充电电流q C U CBL v v I CBL CBLa t t t t

∆∆∆∆=====∆∆∆∆ mg-BIL=ma 得22

mg

a m CB L =

+=常数

所以ab 棒的运动性质是“匀加速直线运动”，电流是恒定的． v 22-v 2=2as

根据能量转化与守恒得 2

2211()2

2

E mgs mv mv ∆=--

解得：22

22

mgsCB L E m cB L ∆=+

【点睛】

本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，关键要会推导加速度的表达式，通过分析棒的受力情况，确定其运动情况．

4．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