高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)含解析

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)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，R 1=R 2=2.5Ω，滑动变阻器R 的最大阻值为10Ω，电压表为理想电表。闭合电键S ，移动滑动变阻器的滑片P ，当滑片P 分别滑到变阻器的两端a 和b 时，电源输出功率均为4.5W 。求 (1)电源电动势；

(2)滑片P 滑动到变阻器b 端时，电压表示数。

【答案】(1) 12V E = (2) 7.5V U = 【解析】 【详解】

(1)当P 滑到a 端时，

2

112

4.5RR R R R R =+

=Ω+外 电源输出功率：

22

111(

E P I R R R r

==+外外外） 当P 滑到b 端时，

1212.5R R R =+=Ω外

电源输出功率：

22

222(

E P I R R R r

==+'外外外） 得：

7.5r =Ω 12V E =

(2)当P 滑到b 端时，

20.6A E

I R r

=

=+'外

电压表示数：

7.5V U E I r ='=-

2．如图所示电路中，19ΩR =，230ΩR =，开关S 闭合时电压表示数为11.4V ，电流表示数为0.2A ，开关S 断开时电流表示数为0.3A ，求： (1)电阻3R 的值．

(2)电源电动势和内电阻．

【答案】（1）15Ω （2）12V 1Ω 【解析】 【详解】

(1)由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：

2

1123

()IR U I R IR R =+

+ 解得：

315ΩR =

(2) 由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：

2

13

()11.40.6IR E U I r r R =++

=+ S 断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：

212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+

联立解得：

12V E =

1Ωr =

3．如图所示电路中，r 是电源的内阻，R 1和R 2是外电路中的电阻，如果用P r ，P 1和P 2分别表示电阻r ，R 1，R 2上所消耗的功率，当R 1=R 2= r 时，求： (1)I r ∶I 1∶I 2等于多少 (2)P r ∶P 1∶P 2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R 1和R 2的电流分别为I 1和I 2。 由题，R 1和R 2并联，电压相等，电阻也相等，则电流相等，故

I 1=I 2=

12

I 即

I r ∶I 1∶I 2=2：1：1

(2)根据公式P =I 2R ，三个电阻相等，功率之比等于电流平方之比，即

P r ：P 1：P 2=4：1：1

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 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 =。

5．在图中R 1＝14Ω，R 2＝9Ω．当开关处于位置1时，电流表读数I 1＝0.2A ；当开关处于位置2时，电流表读数I 2＝0.3A ．求电源的电动势E 和内电阻r ．

【答案】3V ，1Ω 【解析】 【详解】

当开关处于位置1时，根据闭合电路欧姆定律得：

E =I 1（R 1+r ）

当开关处于位置2时，根据闭合电路欧姆定律得：

E =I 2（R 2+r ）

代入解得：r =1Ω，E =3V

答：电源的电动势E =3V ，内电阻r =1Ω．