高考物理部分电路欧姆定律练习题

1、高考物理部分电路欧姆定律练习题一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.如图所示电路,A、B两点间接上一电动势为 4V、内电阻为1的直流电源，3个电阻的阻值均为4 电容器的电容为20科研始开关闭合，电流表内阻不计 ，求：(1)电流表的读数；(2)电容器所带电荷量；(3)开关断开后，通过K的电荷量.【答案】(1) 0.8A (2) 6.4X1-0C; (3) 3.2 X 15C【解析】试题分析：(1)当电键S闭合时，电阻r、e被短路.根据欧姆定律得，电流表的读数I A 0.8AR3 r 4 1(2)电容器所带的电量 Q=CU3=CIR3=20X T0X 0. 8 X 4C=6.45俣 10(3)断

2、开电键S后，电容器相当于电源，外电路是 R、R2相当并联后与R3串联.由于各 个电阻都相等，则通过 R2的电量为Q' =2Q=3.2 X 10C考点：闭合电路的欧姆定律；电容器【名师点睛】此题是对闭合电路的欧姆定律以及电容器的带电量的计算问题；解题的关键 是搞清电路的结构，知道电流表把两个电阻短路；电源断开时要能搞清楚电容器放电电流 的流动路线，此题是中等题，考查物理规律的灵活运用2.如图甲所示，半径为 r的金属细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B kt (k>0,且为已知的常量)。(1)已知金属环的电阻为Ro根据法拉第电磁感应定律，求金

3、属环的感应电动势E感和感应电流I;(2)麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不 同，称为感生电场或涡旋电场。图甲所示的磁场会在空间产生如图乙所示的圆形涡旋电 场，涡旋电场的电场线与金属环是同心圆。金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动，形成了感应电流。涡旋电场力F充当非静电力，其大小与涡旋电场场强E的关系满足F qE。如果移送电荷q时非静电力所做的功为 W,那么感应电动势 E感 W。图甲图乙. 1a.请推导证明：金属环上某点的场强大小为E kr;2b.经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。在

4、考虑大量自由电子的统计结果时，电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力，其大小可表示为f bv (b>0,且为已知的常量)。已知自由电子的电荷量为e,金属环中自由电子的总数为No展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型，并在此基础上，求出金属环中的感应电流I。(3)宏观与微观是相互联系的。若该金属单位体积内自由电子数为n,请你在(1)和(2)的基础上推导该金属的电阻率p与n、b的关系式。k <2kNe2b【答案】(1) E咸 k r I (2) a.见解析；b. I (3)2心R4力ne2【解析】试题分析(1)根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律即可求解感应电流；

5、(2)根据电流的定义式，及自由电子在电场力作用下沿环运动的情况求出环形电流的表达式；(3)利用前两问的结论，结合电阻定律即可求出电阻率。(1)根据法拉第电磁感应定律有:e。一个自由电子在电场力的作用下沿圆环运动根据欧姆定律有：I E酸工 R R(2) a.设金属环中自由电子的电荷量为电场力做的功：W eE 2 71r解得:W eE 2 7re e2 <E又因为：E感 k/ .1所以：E -kr2b.假设电子以速度 v沿金属环做匀速圆周运动，导体对电子的阻力f bv o沿切线方向，根据牛屯第二定律有：bv eE 0一一 1又因为：E kr2解得：vker2b电子做匀速圆周运动的周期T2 7

6、1r4 7bkeNe kNe 则IT 47b一 k(3)由(1)和(2)中的结论可知kkNe24 Tib .2设金属导线的横截面积为S,则有R 2所以又因为2 7fbsNe2S 2 < n解得:b2ne【点睛】考查法拉第电磁感应定律的应用，掌握电路欧姆定律、电阻定律，电流的定义 式，注意符号之间的运算正确性，及物理模型的架构与物理规律的正确选用是解题的关 键.3 . 一台电动机额定电压为 220V,线圈电阻R=0. 5Q ,电动机正常工作时通过电动机线圈 的电流为4A,电动机正常工作 10s,求：(1)消耗的电能.(2)产生的热量.(3)输出的机械功率.【答案】(1)消耗的电能为8800

7、J; (2)产生的热量为80J; (3)输出的机械能为8720J.【解析】试题分析：(1)电动机额定电压为 220V,电流为4A,电动机正常工作10s,消耗的电能： W=Ut=220 X4X 10=8800J;(2)产生的热量： Q=I2Rt=42X0. 5X 10=80J；(3)根据能量守恒定律，输出的机械能为：E卞a=W- Q=8800- 80=8720J ;考点：电功、电功率.4 .如图所示电路中，灯 当滑片P滑到最下端时,L标有“6V, 3W ,定值电阻 R=4Q, F2=10Q,电源内阻 r=2 Q ,理想电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光，试求：(1)滑线变阻器最大值R;(2)

8、当滑片P滑到最上端时，电流表的读数【答案】【解析】U 2试题分析：(1)灯L的电阻为：R.= UL=12QPl当P滑到下端时，R2被短路，灯L与整个变阻器 R并联，此时灯正常发光，通过灯 L的电流为：I l=自=0. 5AU L通过变阻器 R的电流为：I r=I A-I L=1A-0. 5A=0. 5A则Ir=Il,即得滑线变阻器最大值为：R=RL=12Q(2)电源电动势：e I (R1rRRl ) 12V =R RL当P滑到上端时，灯L、变阻器R及电阻R2都被短路，此时电流表的读数为：I ' = E =2AR r考点：【名师点睛】闭合电路的欧姆定律5.若加在某导体两端的电压变为原来的

9、3时，导体中的电流减小了0.4A.如果所加电压5变为原来的2倍，则导体中的电流为多大？【答案】2A【解析】【详解】设是导体两端原来的电压为U,电流为I,则导体电阻R 5又由题，导体两端的电压变为原来的35时，导体中的电流减小了 0.4 A,则有3UR=5(I 0.4)联立得U = 3UI 5 I 0.4解得I=1.0A ,当电压变为2U时,I =2I=2A6 .如图为实验室常用的两个量程的电流表原理图.当使用O、A两接线柱时，量程为 0.6A;当使用。、B两接线柱时，量程为 3 A.已知表头的内阻 Rg= 200帛满偏电流Ig=100 mA.求分流电阻Ri和R2.并联分流电路的特点就是电压相同

10、.在改装的电流表中，各量程达到满偏电流时，通过表头”的电流仍为满偏电流.接 O、A 时：IgRg=(Ii-Ig)(Ri+R2)接 O、B 时:Ig(Rj+R2)=(l2-Ig)Ri联立以上两式，把 Ig= 0.1 A, Rg=200 Q Ii = 0.6 A, 12=3 A代入并解之得Ri =8 Q R2= 32 Q即量程为0.6 A时，(Ri+R2)为分流电阻；量程为3 A时，Ri为分流电阻，R2为分压电阻.7 .如图所示电路中，Ri4 Q,R2R312q,R46A、B间电压恒定.当开关S断开时，电压表示数为 42V,求: (i)这时电流表示数.(2)当开关S闭合后，电压表示数和电流表示数.

11、【答案】(i) 3.5A ( 2) 27V 6A【解析】【详解】(1)当开关S断开时，电压表测的是R2两端的电压，则电流:U 42R2123.5A电流表与R2串联，所以电流表的示数为3.5A;(2)当开关S断开时，R两端的电压为:U4IR43.56 21V则A、B间的电压为:U Uv U44227 63 V当开关S闭合后，R与R2并联，则并联电阻为:R12R1R2R1R2&与R4并联，则并联电阻为:R34R3R4R4所以此时电路的总电阻为:R12则电路的总电流为:6379A所以电压表的示数为:UvIR1227V则R3与R4并联电压为:U34 UU 126327 36 V所以电流表的示数

12、为:U 34R43668 .如图所示的电路中，已知 AB间的电压Uab 24V ,电阻R1 10 , R2 20R3 30 , X、丫表示两个理想表，求下列情况下两电表的读数：(1) X、Y分别表示两个电压表；(2) X、Y分别表示两个电流表；(3) X表示电流表，Y表示电压表.©【答案】(1) U1 20V , U2 12V(2) Ii 3.6A , I22A (3) I 2.4A,U 24V【解析】【详解】(1) X、Y分别表示两个电压表电流为Vi、 V2,三个电阻是串联关系;RiR20.4A电压表Vi读数为电压表V2读数为(2) X、Y分别表示两个电流表 通过电阻Ri的电流为U

13、iUiAi、A2,Ii通过电阻R2的电流为通过电阻R3的电流为电流表Ai的电流为:电流表A2的电流为R2R320VRiR2i2V三个电阻是并联关系;2.4Ai.2AR2R30.8AIaiIi I3 3.2AIA2 I2 I3 2A(3) X表示电流表 A, Y表示电压表 V,电阻R2和R3被短路,电流表读数为URi2.4A电压表V读数为24V;R是与电热毯与电阻丝串联9.如图，是一个电热毯示意电路图.Ro是电热毯中的电阻丝,的电阻.电热毯上标有 “220V 100W字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开 关.(1)用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？(2

14、)若要求在保温时电流通过电阻丝R)每分钟有60J的电能转化为内能，电阻 R的阻值是多大？【答案】(1)电热毯处于保温状态(2) 4356a【解析】【分析】【详解】(1)根据公式:的一定，t 一定时，电热毯功率大时，处于加热状态S闭合时，R0发热功率：2Po I2Ro U &R0S断开时，R0发热功率：2P0 I 2Ro U R R Ro比较两式得P0 P0所以当S闭合，电热毯处于加热状态.(2)根据 “ 220V 100W” 可得R保温时：电阻 R0两端电压为U0已知：Qq=60J, t=1min=60sS断开，电热毯处于保温状态.UpP0些 484.100则有:U0QoR022 V所

15、以R上分到的电压为Ur U Uo 220-22=198V根据Ur Ru7R解得：R=4356Q10 .如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r=0.8阜电路中另一电阻 R= 10 Q直流电压U=160 V,电压表示数 Uv= 110 V。试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；【答案】(1) 5 A (2) 550 W【解析】【分析】本题考查非纯电阻电路情况下欧姆定律的应用和电功率概念的理解与应用 【详解】(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压Ur U Uv 50V ,流过电阻R的电流Ur, AIr 5A ,即通过电动机的电流，Im Ir 5A。R(2

16、)电动机的分压Um Uv 110V ,输入电动机的功率 脸=ImUm 550W 。11 . 一个T形电路如图所示，电路中的电阻R = 10 Q R2= 120 Q R3=40 加有一测试电源，电动势为100 V,内阻忽略不计(1)当cd端短路时，ab之间的等效电阻是多少？(2)当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为多少 V?sr1【答案】(1) 40a (2) 80V【解析】【详解】(1)当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻 &、R3并联后与R1串联，等效电阻为：R必R1侬*10 40R2 R3120 40(2)当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻 R3两端的电压R3一 ER34040 10100V 80V12 .可以用电学方法来测水流的速度。如图所示，将小铅球P系在细金属丝下，悬挂在 O点，开始时小铅球 P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度 0O为了测定水流的速度 V,在水平方向固定一根电阻丝 BC,使C端 位于O点的正下方，它与金属丝接触良好，不计摩擦，还有一个电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表。(1)设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大，在题图上画出原理图。(2)已知水流对小球的作用力 F与水流速度V的关系为