高考物理闭合电路的欧姆定律的技巧及练习题及练习题(含答案)及解析

1、高考物理闭合电路的欧姆定律的技巧及练习题及练习题( 含答案 ) 及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示 ，电解槽 a 和电炉 b 并联后接到电源上，电源内阻r 1，电炉电阻r 19， 电解槽电阻 r0.5 当. s1 闭合、 s2 断开时 ，电炉消耗功率为 684w ；s1、s2 都闭合时 ，电炉消耗功率为 475w( 电炉电阻可看作不变 ) 试求：（ 1）电源的电动势 ；（ 2） s1、s2 闭合时 ，流过电解槽的电流大小 ；（3） s12、s 闭合时 ，电解槽中电能转化成化学能的功率【答案】 （1） 120v（ 2）20a（ 3） 1700w【解析】12断开时电炉中电流i

2、 0p16 a（1） s闭合， sr电源电动势 ei 0 (rr )120v ；（2） s1、s2 都闭合时电炉中电流为i bp25 ar电源路端电压为 ui r r95v流过电源的电流为ieu25 ar流过电槽的电流为i aii b20 a ；（3）电解槽消耗的电功率pai au1900w电解槽内热损耗功率p热i a2 r 200w电解槽转化成化学能的功率为p化pap热 1700w 点睛：电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流 2 如图所示电路，电源电动势为1.5v，内阻为0.12 ，外电路的电阻为1.38 ，求电路中的电流和路端电压【答

3、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=11.38=1.38（ v）3 手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。设一节新电池的电动势 e1=1.5v，内阻 r1 =0.3 ；一节旧电池的电动势e2=1.2v，内阻 r2=4.3 。手电筒使用的小灯泡的电阻 r=4.4 。求：(1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r2 上的电压；

4、(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。【答案】 (1)2.64v； (2)1.29v； (3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压ur大于其电动势2e（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时，电流i = 2e10.6ar 2r1灯泡两端的电压uir2.64v(2)一新、一旧电池串联时，电流i = e1e20.3ar r1r2灯泡两端的电压ui r1.32v旧电池的内阻 r 2 上的电压u ri r21.29v(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压ur 大于其电动势e2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小。4

5、 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分别与电源，导轨的两端（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

6、 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） eblr （ 2）b4l4sm2 gr02（ 3）匀加速直线运动mgscb2 l2mgmgr0 b2 l2m cb2 l2【解析】【详解】（1）金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止，由 bil=mgierr得 reblrmg（2）由 mgb2 l2vr0得 vmgr0b2 l2由动量定理，得mgtbiltmv其中 qitblsr0得tb4 l4 sm2 gr02mgr0 b2 l2（3） k 接 3

7、后的充电电流 iqcucbl vvttcblcblattmg-bil=ma得 amgmcb 2 l2 =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v22-v2=2as根据能量转化与守恒得e mgs (1mv221mv2 )22解得 ：mgscb2 l2e2l2m cb【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5 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r2 ，可使欧姆表具有“1 ”和“ 10 ”两种倍率。已知：电源电动势 e 1.5v ，内阻 r0.5；毫安表满偏电流i g 5ma

8、 ，内阻 rg 20，回答以下问题：图的电路中：a 插孔应该接 _表笔（选填红、黑）；r1 应该选用阻值为_ 的电阻（小数点后保留一位小数）；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 ”）；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i g处应标的数值是_；2该小组选择s 闭合的档位，欧姆调零操作无误，测量电阻rx 时，毫安表指针处于图位置，由此可知被测电阻rx_ 。【答案】黑 2.210 30 45【解析】【详解】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

9、程变为原来的10 倍，根据分流特点：5mar1105ma5marg解得： r12.2；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：ier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；4 假设欧姆档内部电阻为r内 ，根据闭合欧姆定律：i ger内i ge2 r +r内 0i g处对应的阻值： r0r 30；则2内5根据闭合电路欧姆定律：i ger内2ige5r +r内x解得： rx45。6 如图所示的电路中，电源的电动势 e 12v ，内阻未知， r1 8 ， r2 1.5 ， l 为规格“ 3v ， 3w ”的灯泡，开关 s 断开时，灯

10、泡恰好正常发光（不考虑温度对灯泡电阻的影响）试求：（ 1）灯泡的额定电流和和灯丝电阻；（ 2）电源的内阻；（ 3）开关 s 闭合时，灯泡实际消耗的功率【答案】 （1） 1a3（ 2） 1（ 3） 0.48w【解析】（1）灯泡的额定电流p03au 02i 031a，灯丝电阻 rl3 ；u 0p0（2）断开 s 时，灯 l 正常发光，即i 1i 0 ，根据闭合电路欧姆定律e i（0 r1rl r），得 re( r1rl )128 31 ；i 01（3）闭合 s 时，设外电路总电阻为r外 ， r并rl r231.5rlr231 ；1.5所以 r外r并 r1 189 ；设干路电流为 i 总 ，则 i

11、总er12 a1.2a ；r外91灯两端的电压 u l ，则 u li 总rl r21.21v1.2v ；r2rl灯的实际功率为 pl ： plu l21.21.2w0.48w rl3点睛：对于直流电路的计算问题，往往先求出局部的电阻，再求出外电路总电阻，根据欧姆定律求出路端电压和总电流，再计算各部分电路的电压和电流7 如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道宽为d ，管道高度为 h ，上、下两面是绝缘板，前后两侧m 、n 是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关 s 和定值电阻r 相连。整个管道置于匀强磁场中，磁感应强度大小为b 、方向沿 z 轴正方向。管道内始终充满导电

12、液体， m 、n 两导体板间液体的电阻为 r ，开关 s 闭合前后，液体均以恒定速率 v0 沿 x 轴正方向流动。忽略液体流动时与管道间的流动阻力。（ 1）开关 s 断开时，求 m 、 n 两导板间电压 u 0 ，并比较 m 、n 导体板的电势高低；（ 2）开关 s 闭合后，求：a. 通过电阻 r 的电流 i 及 m 、 n 两导体板间电压u ；b. 左右管道口之间的压强差 vp 。【答案】（ 1） u0=bdv0， mn （ 2） a ubdrv0 ； b vpb2 dv0r rh( r r )【解析】【详解】（1）该发电装置原理图等效为如图，管道中液体的流动等效为宽度为d 的导体棒切割磁感

13、线，产生的电动势e=bdv0则开关断开时u0=bdv0由右手定则可知等效电源mn（2） a由闭合电路欧姆定律内部的电流为n 到m，则m 点为等效正极，有mn ；u 0bdv0irr rr外电路两端的电压：u iru 0 rbdrv0r rr rb设开关闭合后，管道两端压强差分别为v p ，忽略液体所受的摩擦阻力，开关闭合后管道内液体受到安培力为f 安 ，则有vphdf安f安 =bid联立可得管道两端压强差的变化为：2v pb dv08 如图所示，图线ab 是某闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线，om 是某定值电阻 r 的伏安特性曲线，由图求：（ 1） r 的阻值；（ 2）处于直线 om 与

14、 ab 交点 c 时电源的输出功率；（ 3）电源的最大输出功率。【答案】 （1）（ 2） 8w （ 3） 9w【解析】【分析】（1）根据伏安特性曲线的斜率求出电阻的阻值（2）交点对应的电压和电流为电源输出电压和输出电流，根据p=ui求出电源的输出功率（3）当外电阻等于内阻时，电源输出功率最大【详解】（1） om 是电阻的伏安特性曲线，电阻：（ 2）交点 c 处电源的输出功率为：（ 3）电源的最大输出功率 pm，是在外电阻的阻值恰等于电源内电阻时达到的答：（ 1）r 的阻值为2（2）处于直线om 与 ab 交点 c 时电源的输出功率为8w（ 3）电源的最大输出功率为 9w 【点睛】对于图线关键要

15、根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义9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 40cm ，电源电动势 e24v ，内电阻 r1 ，电阻 r 15 ，闭合开关 s，待电路稳定后，一带电量q 110 2 c, 质量 m=210 2kg 的小球恰好静止于两板之间取 g10m / s2 ，求：（ 1）两板间的电压为多少（ 2）此时，滑动变阻器接入电路的阻值为多少【答案】（ 1） 8v（ 2） 8 【解析】【详解】试题分析：(1)由题意可知小球恰好静止于两板之间，一小球为对象，受到重力和电场力二力平衡，所以有qumg，d故：mg

16、d2 10 210 0.4v 8v；u110 2q(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为rp ，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为ei，rrpruirp ，得：rp8。10 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器r 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为正常运转时，电流表和电压表的示数分别为0.5 a 和 1.0 v；重新调节r 使电动机恢复2.0 a 和 15.0 v。求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻。【答案】 22.0 w2 【解析】【详解】当电流表和电压表的示数为阻消耗电能，其阻值0.5 a 和1.0 v时，电动机停止工作，电动机

17、中只有电动机的内ru 11.02i10.5当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 a 和 15.0 v，则电动机的总功率p总 u 2 i 215.02.0 w 30.0 w线圈电阻的热功率2pir2.02 w8.0 w热所以电动机的输出功率p输出 p总 p热30.0 w 8.0 w 22.0 w11 如图所示，三个电阻r1、r2、 r3 的阻值均等于电源内阻r，电键 s打开时，有一质量为 m，带电荷量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点现闭合电键s，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和该板碰撞，碰撞过程小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电荷量发生变化，碰后小

18、球带有和该板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板处设电容器两极板间距为d，求：（ 1）电源的电动势 e；（ 2）小球与极板碰撞后所带的电荷量q/ mgd【答案】 （1） eq【解析】【分析】【详解】（ 2） q = 2q(1)当 s 打开时，电容器电压等于电源电动势e，即：u=equ小球静止时满足：mgdmgd由以上两式解得：e =q；(2) 闭合 s，电容器电压为 u ，则：eeeur2rr2 r3 r3r3对带电小球运动的全过程，根据动能定理得：q u mg q u02由以上各式解得： q2q 12 在如图所示的电路中， r13， r2 6，r3 1.5 ， c 20f，当开关 s 断开时，电源的总功率为 2w；当开关 s 闭合时，电源的总功率为 4w，求：(1)电源的电动