物理部分电路欧姆定律练习题含答案

物理部分电路欧姆定律练习题含答案

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．如图中所示B 为电源，电动势E=27V ，内阻不计。固定电阻R 1=500Ω，R 2为光敏电阻。C 为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l 1=8.0×10-2m ，两极板的间距d =1.0×10-2

m 。S 为屏，与极板垂直，到极板的距离l 2=0.16m 。P 为一圆盘，由形状相同、透光率不同

的三个扇形a 、b 和c 构成，它可绕AA /轴转动。当细光束通过扇形a 、b 、c 照射光敏电阻R 2时，R 2的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω。有一细电子束沿图中虚线以速度v 0=8.0×106m/s 连续不断地射入C 。已知电子电量e =1.6×10-19C ，电子质量m =9×10-31kg 。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在R 2上的光强发生变化时R 2阻值立即有相应的改变。

（1）设圆盘不转动，细光束通过b 照射到R 2上，求平行板电容器两端电压U 1（计算结果保留二位有效数字）。

（2）设圆盘不转动，细光束通过b 照射到R 2上，求电子到达屏S 上时，它离O 点的距离y 。（计算结果保留二位有效数字）。

（3）转盘按图中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈。取光束照在a 、b 分界处时t =0，试在图中给出的坐标纸上，画出电子到达屏S 上时，它离O 点的距离y 随时间t 的变化图线（0~6s 间）。要求在y 轴上标出图线最高点与最低点的值。（不要求写出计算过程，只按画出的图线就给分）

【答案】(1) 5.4V (2) 22410m .-⨯ (3)

【解析】 【分析】

由题意可知综合考查闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律和类平抛运动，根据欧姆定律、类平抛运动及运动学公式计算可得。 【详解】

解：(1) 设电容器C 两极板间的电压为U 1，

U 1=

112R R R +E =27500

V=5.4V 500+2000

⨯ (2) 设电场强度大小为E ′

E ′=

1

U d

， 电子在极板间穿行时加速度大小为a ，穿过C 的时间为t ，偏转的距离为y o ． 根据牛顿第二定律得：

a==eE eU m md

'

电子做类平抛运动，则有：

l 1=v 0t ， y o =

12

at 2

， 联立得：

y o =202eE mv （112R R R +） 2

1l d

， 当光束穿过b 时，R 2=2000Ω，代入数据解得

:

y o =4.8×10-3m

由此可见，

y 1＜

1

2

d ， 电子通过电容器C ，做匀速直线运动，打在荧光屏上O 上方y 处．根据三角形相似关系可得

1o

12y 2

2

l l y

l =+ 代入数值可得:

y =22410m .-⨯

(3) 当光束穿过a 时，R 2=1000Ω，代入数据解得

y =8×10-3m

由此可见，y ＞d ，电子不能通过电容器C 。当光束穿过C 时，R 2=4500Ω 同理可求得:

y =-21.210m ⨯

【点睛】

根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，从而得出R 1两端的电势差，即电容器两极板间的电势差。 根据电容器两端间的电势差求出电场强度的大小，根据类平抛运动的规律求出离开偏转电场的竖直距离，离开电场后做匀速直线运动，结合竖直方向上的分速度，根据等时性求出匀速直线运动的竖直距离，从而得出电子到达光屏离O 点的距离。

3．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 、S 1、S 2，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为3V ；闭合S 、S 1，断开S 2，当滑动变阻器滑片位于最左端时，灯泡正常发光。求：