高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律

1．如图所示的电路中，当开关S 接a 点时，标有“5V ，2.5W”的小灯泡正常发光，当开关S 接b 点时，标有“4V ，4W”的电动机正常工作．求电源的电动势和内阻．

【答案】6V ，2Ω 【解析】 【详解】

当开关接a 时，电路中的电流为

I 1=

1

1P U =2.55

A=0.5A. 由闭合电路欧姆定律得

E =U 1＋I 1r

当开关接b 时，电路中的电流为

I 2=

22P U =4

4

A=1A. 由闭合电路欧姆定律得

E =U 2＋I 2r

联立解得

E =6V r =2Ω.

2．如图所示电路，电源电动势为1.5V ，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压．

【答案】1A ； 1.38V 【解析】 【分析】 【详解】

闭合开关S 后，由闭合电路欧姆定律得：

电路中的电流I为：I==A=1A

路端电压为：U=IR=1×1.38=1.38（V）

3．如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A．当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势和内电阻．

【答案】E＝2 V，r＝1 Ω

【解析】

试题分析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：

U1＝E－I1r即E＝1．6＋0．4r，①

当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：

U2＝E－I2r，

即E＝（1．6＋0．1）＋（0．4－0．1）r，②

由①②得：E＝2 V，r＝1 Ω．

考点：闭合电路欧姆定律

【名师点睛】求解电源的电动势和内阻，常常根据两种情况由闭合电路欧姆定律列方程组求解，所以要牢记闭合电路欧姆定律的不同表达形式．

4．如图所示的电路中，电源电动势E d＝6V，内阻r＝1Ω，一定值电阻R0＝9.0Ω，变阻箱阻值在0﹣99.99Ω范围。一平行板电容器水平放置，电容器极板长L＝100cm，板间距离d＝40cm，重力加速度g＝10m/s2，此时，将变阻箱阻值调到R1＝2.0Ω，一带电小球以v0＝

10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，并沿直线水平穿过电容器。求：

（1）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，R0的电功率是多少？

（2）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，若电容器的电容C＝2μF，则此时电容器极板上带电量多大？

（3）保持带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，变阻箱阻值调到何值时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出？

【答案】（1）2.25W （2）2×10﹣

6C （3）50Ω

【解析】 【详解】

（1）当R 1＝2.0Ω时，闭合回路电流I 为：

01

d

E I R r R =

++

代入数据解得：I ＝0.5A

所以P R0＝I 2R 0＝0.52×9＝2.25W ； (2)当R 1＝2.0Ω时，U R1＝IR 1＝1V 由Q ＝CU ＝2×10﹣6C ； (3) 当R 1＝2.0Ω时，则：Mg ＝qE

1

R U E d

=

电路中分压关系，则有：

1

110R d R U E R R r

=

++

调节变阻箱阻值到'

1R ，使得带电小球刚好从上极板边缘射出，则： qE 2﹣Mg ＝Ma 且'

'11

'10

R d R U

E R r R =++ '12R

U E d

=

又

2

122

d at = 水平向：L ＝v o t

由以上各工，代入数值得'

1R ＝50Ω。

5．如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d ＝4cm ，电源电动势E ＝24V ，内电阻r ＝1Ω，电阻R ＝15Ω，闭合开关S ．待电路稳定后，一带电量q ＝﹣

1×10﹣5C ，质量m ＝2×10﹣4kg 的小球恰好静止于两板之间．取g ＝10m/s 2．求： （1）两板间的电压；

（2）滑动变阻器接入电路的阻值．

【答案】（1）8V （2）8Ω 【解析】 【详解】

(1)对小球，由平衡条件得：

mg qE =，

又U E d

=

， 整理并代入数据解得：

45

210100.04V 8V 110mgd U q --⨯⨯⨯===⨯；

(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为P R ， 由闭合电路欧姆定律得：

P r

E

I R R =

++，

而

P U IR =，

则得：

P

P ER U R r

R =

++，

代入数据可得：

24811

5P

P R R =

++，

解得：

8ΩP R =。

答：

(1)两板间的电压为8V ；

(2)滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω.

6．如图1所示，用电动势为E 、内阻为r 的电源，向滑动变阻器R 供电．改变变阻器R 的阻值，路端电压U 与电流I 均随之变化．