高考物理闭合电路的欧姆定律解析版汇编及解析

1、高考物理闭合电路的欧姆定律解析版汇编及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示， r1 r32r2 2r4，电键 s 闭合时，间距为d 的平行板电容器 c 的正中间有一质量为 m，带电量为 q 的小球恰好处于静止状态；现将电键s断开，小球将向电容器某一个极板运动。若不计电源内阻，求：(1)电源的电动势大小；(2)小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。2mgdgd【答案】 (1) e(2) v0q3【解析】【详解】(1)电键 s 闭合时， r1、 r3 并联与 r4 串联， (r2 中没有电流通过)uc u4 1 e2对带电小球有：qu cqemg2dd2mgd得： eq(2)电键

2、 s 断开后， r1、 r4 串联，则e2mgdu c33q小球向下运动与下极板相碰前瞬间，由动能定理得mgdq u c1mv2222gd解得： v032 如图所示电路中，r14， r26， c30f ，电池的内阻r2，电动势e12v （ 1）闭合开关 s，求稳定后通过 r1的电流（ 2）求将开关断开后流过 r1的总电荷量4【答案】（ 1） 1a；（ 2） 1.810c【详解】（1）闭合开关 s 电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，r1与 r2 串联，由闭合电路的欧姆定律有：e121air46 2r1 r2所以稳定后通过r1 的电流为 1a（2）闭合开关 s 后，电容器两端的电压与r2 的相

3、等，有u c16v6v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u ce 12v流过 r1的总电荷量为q cu ccu c 30 10 612 6 c 1.8 10 4 c3 电源的电动势为4.8v、外电阻为4.0 时，路端电压为4.0v。如果在外电路并联一个6.0 的电阻，路端电压是多大？【答案】 3.6v【解析】【详解】由题意可知当外电阻为4.0 时，根据欧姆定律可知电流u 外4 a 1.0air4由闭合电路欧姆定律ei (rr )代入数据解得r=0.8 当外电路并联一个6.0 的电阻时46r并2.446电路中的总电流e4.8ia=1.5ar并 r2.4 0.8所以路端电压

4、ui r并1.52.4v3.6v4 如图所示，电路中电源内阻不计，水平放置的平行金属板a、 b间的距离为d，金属板长为l，在两金属板左端正中间位置m，有一个小液滴以初速度v0 水平向右射入两板间，已知小液滴的质量为 m，带负电，电荷量为 q要使液滴从 b板右侧边缘射出电场，电动势e是多大？ ( 重力加速度用 g 表示 )【答案】2md 2v022mgdeqql2【解析】【详解】ee由闭合电路欧姆定律得irr2re两金属板间电压为uba ir2由牛顿第二定律得q u ba mgmad液滴在电场中做类平抛运动，有0d12l v t2at2联立解得 e2md 2v022mgdql2q【点睛】题是电路

5、与电场两部分知识的综合，关键是确定电容器的电压与电动势的关系，掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律5 如图所示，电源的电动势e 110v ，电阻 r1 21，电动机绕组的电阻 r 0.5，开关 s1 始终闭合当开关 s2断开时，电阻 r1 的电功率是525w ；当开关 s2 闭合时，电阻r1 的电功率是 336w ，求：（ 1）电源的内电阻 r；（ 2）开关 s2 闭合时电动机的效率。【答案】（ 1） 1；（ 2） 86.9%。【解析】【详解】（1） s2 断开时 r1 消耗的功率为p1525 w ，则e2p1r1r1 r代入数据得 r =1（2） s2 闭合时 r1两端的电压为u，消耗的功

6、率为p2 336 w ，则p2u 2r1解得 u=84v由闭合电路欧姆定律得euir代入数据得 i =26a设流过 r1 的电流为 i 1，流过电动机的电流为i2，则i1u4 ar1又i 1i 2i解得 i2 =22a则电动机的输入功率为pmui 2代入数据解得 pm1848 w电动机内阻消耗的功率为pri 22r代入数据解得 pr242 w则电动机的输出功率ppmpr1606w所以开关 s2 闭合时电动机的效率p100%86.9%pm6 如图的电路中，电池组的电动势e=30v，电阻，两个水平放置的带电金属板间的距离 d=1.5cm。在金属板间的匀强电场中，有一质量为-8m=710 kg，带电

7、量c 的油滴，当把可变电阻器r3 的阻值调到 35接入电路时，带电油滴恰好静止悬浮在电场中，此时安培表示数i=1.5a，安培表为理想电表，取g 10m/s2，试求：（ 1）两金属板间的电场强度；（ 2）电源的内阻和电阻 r1 的阻值；（ 3） b 点的电势 【答案】（ 1） 1400n/c （2）（ 3） 27v【解析】【详解】（ 1）由油滴受力平衡有， mg=qe，得到代入计算得出： e=1400n/c（ 2）电容器的电压 u3=ed=21v流过的电流b 点与零电势点间的电势差根据闭合电路欧姆定律得，电源的内阻（3）由于 u1=b-0，b 点的电势大于零，则电路中b 点的电势b=27v.7

8、如图所示，为某直流电机工作电路图(a)及电源的 u-ir=0.25 ，闭合开关后，直流电机正常工作，电流表的示数（1）电源的电动势e 及内阻 r；图象 (b) 。直流电机的线圈电阻i=2a，求：（2）直流电机输出功率p【答案】（ 1） 3v； 0.5 （ 2） 3w【解析】【详解】( 1) 由图 b 可知e3v ，rv；0.5t( 2) 由电路的路端电压与负载的关系：ueir2v非纯电阻元件，根据能量守恒定律：uip出i 2 r所以puii 2r3w出8 如图所示，电阻 r1=4， r2=6，电源内阻 r=0.6，如果电路消耗的总功率为 40w，电源输出功率为 37.6w，则电源电动势和 r3

9、 的阻值分别为多大？【答案】 20v【解析】电源内阻消耗的功率为，得：由得：外电路总电阻为，由闭合电路欧姆定律得：。点睛：对于电源的功率要区分三种功率及其关系：电源的总功率，内电路消耗的功率，三者关系是。，输出功率9 如图，电源电动势=10v，内阻不计，r1=4， r2=6， c=30f(1)闭合电键 s，求稳定后通过r1 的电流(2)然后将电键s断开，求这以后流过r1 的总电量【答案】 (1)1a (2)1.2-410c【解析】【详解】（ 1）闭合开关 s，当电路达到稳定后，电容器相当于开关断开，根据闭合电路欧姆定律得：i =10a1ar1+r246（2）闭合开关s 时，电容器两端的电压即电

10、阻r2 两端的电压，为：u 2 =ir2 =6v开关 s 断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势，为量为：=10v ，则通过电阻r1 的电荷q=c eu 2=3 105106 c1.2 104 c10 如图所示，电源电动势e 15v，内阻 r0.5 ，电阻 r1 3， r2 r3 r4 8，一电荷量 q 310 5c 的小球，用长 l 0.1m 的绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的 o 点。电键 s 合上后，小球静止时细线与竖直方向的夹角 37，已知两板间距d0.1m ，取重力加速度 g 10m/s 2， sin37 0.6， cos37 0.8。求：(1)两板间的电场强度的大小；

11、(2)带电小球的质量 ;(3)现剪断细线，并在此瞬间使小球获得水平向左的初速度，则小球刚好运动到左极板，求小球到达左极板的位置与 o 点的距离 l。【答案】（ 1） 140v/m（ 2） m5.6 10 4 kg （ 3） 0.16m【解析】【详解】(1)电阻连接后的总外电阻为：r2 r37r r1r3r2干路上的电流：ei2arr平行板电容器两板间电压：uir14v电场强度：ue 140v/md(2)由小球的受力情况知：eqmgtan解得：m5.6 10 4 kg(3)剪断细线后，在水平方向上做匀减速直线运动12l sinateqam竖直方向做自由落体运动：h 1 gt 22解得：h0.08

12、m小球与左板相碰的位置为：lhl cos 0.16m11 如图所示为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量为500 n，电源电动势为110v，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以0.9 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为 5 a，求：(1)提升重物消耗的功率；(2)电动机线圈的电阻【答案】 (1)450 w(2)4【解析】（ 1）重物被提升的功率（ 2）此 路中的 流 5a 源的 功率所以 圈 阻消耗的功率 由欧姆定律可得：12 如 所示， 的距离l=0.5m， b=2t， ab 棒的 量m=1kg，物 重g=3n， ab 棒与 的 摩擦因数=0.2， 源的 e=10v，r=0.1 ， 的 阻不 ，ab 棒 阻也不 ， r 的取 范 怎 棒 于静止状 ？（g 取 10m/s ）【答案】 1.9 r9.9 棒 于静止状 【解析】【分析】【 解】依据物体