(物理)物理闭合电路的欧姆定律专项习题解析

(物理)物理闭合电路的欧姆定律专项习题及答案剖析(物理)物理闭合电路的欧姆定律专项习题及答案剖析(物理)物理闭合电路的欧姆定律专项习题及答案剖析（物理）物理闭合电路的欧姆定律专项习题及答案剖析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．以以下图电路，A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源，三个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为20μF，电流表内阻不计，求：(1)闭合开关S后，电容器所带电荷量；(2)断开开关S后，经过R2的电荷量。【答案】(1)6.4×10-5C；(2)3.2105C【剖析】【剖析】【详解】(1)当电键S闭合时，电阻R1、R2被短路，据欧姆定律得电流表的读数为IE14A0.8ArR34电容器所带电荷量QCU3CIR3201060.84C6.4105C(2)断开电键后，电容器相当于电源，外电路R1、R2并联后与R3串联，因为各个电阻相等，则经过R2的电荷量为Q1Q3.2105C22．以以下图，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1Ω，电炉电阻R＝19Ω，电解槽电阻r′＝0.5Ω当.S1闭合、S2断开时，电炉耗费功率为684W；S1、S2都闭合时，电炉耗费功率为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）S1、S2闭合时，电解槽中电能转变成化学能的功率．【答案】（1）120V（2）20A（3）1700W【剖析】（1）S121闭合，断开时电炉中电流I0P6ASR电源电动势EI0(Rr)120V；（2）S1、S2都闭合时电炉中电流为IBP25AR电源路端电压为UIRR95V流过电源的电流为IEU25Ar流过电槽的电流为IAIIB20A；（3）电解槽耗费的电功率PAIAU1900W电解槽内热耗费功率2'PIAr200W热电解槽转变成化学能的功率为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，不可以用欧姆定律求解其电流，只好依据电路中电流关系求电流．3．爱惜环境，人人有责；改良环境，从我做起；文明搭车，低碳出行。跟着冬每天气的变化，12月6号起，阳泉开始推行灵便车单双号限行。我市的公交和出租车，已基本实现全电动覆盖。既节俭了能源，又保护了环境。电机驱动的原理，可以定性简化成以以下图的电路。在水平川面上有B5T的垂直于平面向里的磁场，电阻为1Ω的导体棒ab垂直放在宽度为0.2m的导体框上。电源E是用好多工作电压为4V的18650锂电池串联而成的，不计电源内阻及导体框电阻。接通电源后ab恰可做匀速直线运动，若ab需要战胜400N的阻力做匀速运动，问：1）按以以下图电路，ab会向左仍是向右匀速运动？2）电源E相当于要用多少节锂电池串联？【答案】（1）向右；（2）100节【剖析】【剖析】【详解】(1)电流方向由a到b，由左手定章可知导体棒ab遇到向右的安培力，因此其向右匀速运动。(2)ab做匀速运动，安培力与阻力相等，即BILF阻400N解得I400A则UIR400V电源E相当于要用锂电池串联节数U400n100节4．手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会认为电池没电了。但有人为了“节俭”，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E11=0.3Ω；一节旧电池的电动势22Ω。手电筒=1.5V，内阻rE=1.2V，内阻r=4.3使用的小灯泡的电阻R=4.4Ω。求：(1)当使用两节新电池时，灯泡两头的电压；(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两头的电压及旧电池的内阻r2上的电压；(3)依据上边的计算结果，剖析将新、旧电池搭配使用能否稳固。【答案】(1)2.64V；(2)1.29V；(3)不稳固。因为旧电池内阻耗费的电压Ur大于其电动势2E（或其耗费的电压大于其供给的电压），灯泡的电压变小【剖析】【剖析】【详解】(1)两节新电池串联时，电流I=2E10.6AR2r1灯泡两头的电压UIR2.64V(2)一新、一旧电池串联时，电流I=E1E20.3ARr1r2灯泡两头的电压UIR1.32V旧电池的内阻r2上的电压UrIr21.29V(3)不稳固。因为旧电池内阻耗费的电压Ur大于其电动势E2（或其耗费的电压大于其供给的电压），灯泡的电压变小。5．电源的电动势为4.8V、外电阻为4.0Ω时，路端电压为4.0V。假如在外电路并联一个6.0Ω的电阻，路端电压是多大？【答案】3.6V【剖析】【详解】由题意可知当外电阻为4.0Ω时，依据欧姆定律可知电流U外4A1.0AIR4由闭合电路欧姆定律EI(Rr)代入数据解得r=0.8Ω当外电路并联一个6.0Ω的电阻时46R并2.446电路中的总电流E4.8IA=1.5AR并r2.40.8因此路端电压UIR并1.52.4V3.6V6．以以下图，电源的电动势

E110V，电阻

R1

21

，电动机绕组的电阻

R0.5

，开关

S1素来闭合．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）1Ω；（2）86.9%。【剖析】【详解】（1）S2断开时R1耗费的功率为P1525W，则E2P1R1R1r代入数据得r=1Ω（2）S2闭合时R1两头的电压为U，耗费的功率为P2336W，则P2U2R1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I1，流过电动机的电流为I2，则I1U4AR1又I1I2I解得I2=22A则电动机的输入功率为PMUI2代入数据解得PM1848W电动机内阻耗费的功率为PRI22R代入数据解得PR242W则电动机的输出功率PPMPR1606W因此开关S2闭合时电动机的效率P86.9%100%PM7．以以下图电路中，电源电动势E16V，内电阻r＝1.0ΩR2Ω。开＝9.0Ω，R＝15封闭合后，理想电流表A的示数为0.4A。求：(1)电源的路端电压；(2)电阻R3的阻值和它耗费的电功率。【答案】(1)15V，(2)10Ω，3.6W。【剖析】【详解】(1)对R2依据欧姆定律：U2I2R2整个回路的总电流：I路端电压为：

EU2R1rUEIr代入数据得：U15V；(2)对R3：R3U2I3总电流：II2I3代入数据得：R310ΩR3耗费的电功率：PI2R333代入数据得：P33.6W。8．以以下图电路，已知R3=4Ω，闭合电键，安培表读数为0.75A，伏特表读数为2V，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使安培表读数变成0.8A，伏特表读数变成3.2V，问：1）哪个电阻发生断路故障？2）R1的阻值是多少？3）能否求出电源电动势E和内阻r？假如能，求出结果；假如不可以，说明原因．【答案】（1）R2被烧断路（2）4Ω（3）只好求出电源电动势E而不可以求出内阻r，E=4V【剖析】【剖析】【详解】（1）因为发生故障后，伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只好是R2被烧断了．（2）R2被烧断后，电压表的示数等于电阻R1两头的电压，则R1U13.2.。I140.8（3）第一种状况下，有：电阻R33111=0.753两头的电压为：U=IR-U×4-2=1V，经过电阻R的电流为I3U310.25A，依据闭合电路欧姆定律得：E=I11134R34R+（I+I）（R+r）第二状况下，有E=U1′+I1′（R4+r）代入可得：E=3+（R4+r）E=3.2+0.8（R4+r）解得：E=4V，R4+r=1Ω，因为R4未知，故只好求出电源电动势E而不可以求出内阻r。【名师点睛】本题闭合电路的欧姆定律的应用以及电路的剖析和计算问题，注意解题时要注意有两种情况，依据闭合电路欧姆定律列出两个方程，求解电动势或内阻，是常用的方法；本题同时给了我们一个丈量电动势的方法.9．电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R0＝3Ω．1）当R为什么值时，R0耗费的功率最大，最大值为多少？2）当R为什么值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？【答案】（1）0；10.9W；（2）4.5；13.3W【剖析】【剖析】（1）由乙图得电源的电动势和内阻，当R=0时，R0耗费的功率最大；（2）当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，挨次计算求解．【详解】（1）由题干乙图知电源的电动势和内阻为：E=20V，r=205Ω=7.5Ω2由题图甲剖析知道，当R=0时，R0耗费的功率最大，最大为E2202R0=3W=10.9WmR0r37.5（2）当R＋R=r，即R=4.5Ω时，电源的输出功率最大，最大值0E22(R+R0)=20(3+4.5)W=13.3WP=R0Rr34.57.510．以以下图的电路中，两平行金属板

A、B水平搁置，两板间的距离

d40cm，电源电动势

E

24V，内电阻

r

1

，电阻

R

15

，闭合开关

S，待电路坚固后，一带电量q110

2C,质量m=2

10

2kg的小球恰巧静止于两板之间．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）8Ω【剖析】【详解】试题剖析：(1)由题意可知小球恰巧静止于两板之间，一小球为对象，遇到重力和电场力二力均衡，因此有qUmg，d故：Umgd2102100.4V8V；q1102(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IEr，RpRUIRP，得：RP8Ω。11．以以下图，水平搁置的平行金属导轨

abdc，相距

l＝0.50m，bd间连有一固定电阻R＝0.20

Ω，导轨电阻可忽视不计．磁感觉强度

B＝0.40T

的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒

MN

垂直放在导轨上，其电阻也为

R，导体棒能无摩擦地沿导轨滑动，当

MN以v＝4.0m/s

的速度水平向右匀速运动时，求：1）导体棒MN中感觉电动势的大小；2）回路中感觉电流的大小，流过R的电流方向；3）导体棒MN两头电压的大小．【答案】(1)0.80V；(2)2A，b到d；（3）0.4V。【剖析】【剖析】1）导体垂直切割磁感线，由公式E=BLv求出感觉电动势；2）MN相当于电源，依据闭合电路欧姆定律求解感觉电流大小；3）棒两头的电压是路端电压，由U=IR即可求出结果．【详解】1）依据法拉第电磁感觉定律得：感觉电动势EBlv0.80V（2）依据闭合电路的欧姆定律得，经过R的电流IE2A2R由右手定章可知，流过R的电流方向为b到d（3）导体棒MN两头电压为路端电压，则：UIR0.4V【点睛】本题是电磁感觉、电路和磁场相联合的综合题，应用E=BLv、欧姆定律即可解题，要注意ab切割磁感线产生电动势，

ab

相当于电源，ab压．

两头电势差不是感觉电动势，而是路端电12．以以下图为用直流电动机提高重物的装置，重物的重量为500N，电源电动势为110V，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以0.9m/s的恒定速度向上提高重物时，电路中的电流为5A，求：(1)提高重物耗费的功率；(2)电动机线圈