2023年高考物理部分电路欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

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一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律

1．4～1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或匀称变化）（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变．【解析】

（1）当B＝0.6T时，磁敏电阻阻值约为6×150Ω＝900Ω，当B＝1.0T时，磁敏电阻阻值约为11×150Ω＝1650Ω．因为滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器挑选分压式接法；因为

x

V

Ax

RRRR>，所以电流表应内接．电路图如图所示．

（2）办法一：按照表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分离为：

130.4515000.3010R-=Ω=Ω?，2

30.91

1516.70.6010R-=Ω=Ω?，33

1.50

15001.0010R-=

Ω=Ω?，

431.791491.71.2022R-=

Ω=Ω?，5

3

2.71

15051.8010R-=Ω=Ω?，故电阻的测量值为1

2345

15035RRRRRR++++=Ω=Ω（1500－1503Ω都算正确．）因为

0150010150

RR==，从图1中可以读出B＝0.9T办法二：作出表中的数据作出U－I图象，图象的斜率即为电阻（略）．

（3）在0～0.2T范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非匀称变化）；在0.4～1.0T范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或匀称变化）；

（4）从图3中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关．

本题以最新的科技成绩为背景，考查了电学试验的设计能力和试验数据的处理能力．从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何按照测得的U、I值求电阻．第（3）、（4）问则考查考生思维的敏捷度和创新能力．总

之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查同学的创新能力、猎取新学问的能力、建模能力的一道好题．

2．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L＝60cm，两板间的距离

d＝30cm，电源电动势E＝36V，内阻r＝1Ω，电阻R0＝9Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球(可视为质点)从B板左端且十分逼近B板的位置以初速度v0＝6m/s水平向右射入两板间，小球恰好从A板右边缘射出．已知小球带电荷量q＝2×10－2C，质量m＝2×10－2kg，重力加速度g取10m/s2，求：

(1)带电小球在平行金属板间运动的加速度大小；

(2)滑动变阻器接入电路的阻值．

【答案】（1）60m/s2；（2）14Ω．

【解析】

【详解】

（1）小球进入电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，则有：水平方向：L=v0t

竖直方向：d=at2

由上两式得：

（2）按照牛顿其次定律，有：qE-mg=ma

电压：U=Ed

解得：U=21V

设滑动变阻器接入电路的电阻值为R，按照串并联电路的特点有：

解得：R=14Ω.

【点睛】

本题是带电粒子在电场中类平抛运动和电路问题的综合，简单出错的是受习惯思维的影响，求加速度时将重力忘记，要注重分析受力状况，按照合力求加速度．

3．地球表面附近存在一个竖直向下的电场，其大小约为100V/m。在该电场的作用下，大气中正离子向下运动，负离子向上运动，从而形成较为稳定的电流，这叫做晴天地空电流。地表附近某处地空电流虽然微弱，但全球地空电流的总电流强度很大，约为1800A。

以下分析问题时假设地空电流在全球各处匀称分布。（1）请问地表附近从高处到低处电势上升还是降低？

（2）假如认为此电场是由地球表面匀称分布的负电荷产生的，且已知电荷匀称分布的带电球面在球面外某处产生的场强相当于电荷所有集中在球心所产生的场强；地表附近电场的大小用E表示，地球半径用R表示，静电力常量用k表示，请写出地表所带电荷量的大小Q的表达式；

（3）取地球表面积S=5.1×1014m2，试计算地表附近空气的电阻率ρ0的大小；

（4）我们知道电流的周围会有磁场，那么全球匀称分布的地空电流是否会在地球表面形成磁场？假如会，说明方向；假如不会，说明理由。

【答案】（1）降低（2）2

ERQk

=（3）2.8×1013Ω·m（4）由于电流关于地心分布是

球面向称的，所以磁场分布也必将关于地心球面向称，这就要求磁感线只能沿半径方向；但是磁感线又是闭合曲线。以上两条相互冲突，所以地空电流不会产生磁场

【解析】试题分析：（1）沿着电场线方向，电势不断降低；（2）按照点电荷的电场强度定义式举行求解电量；（3）利用微元法求一小段空气层为讨论对象，按照电阻定律和欧姆定律举行求解电阻率；（4）按照地球磁场的特点举行分析。

（1）由题意知，电场方向竖直向下，故表附近从高处到低处电势降低。

（2）由2Q

EkR

=，得电荷量的大小2ERQk=

（3）如图从地表开头向上取一小段高度为Δh的空气层（Δh远小于地球半径R）

则从空气层上表面到下表面之间的电势差为·UEh=?这段空气层的电阻0hrSρ?=，且U

Ir

=三式联立得：0ESI

ρ=

代入数据解：13

02.810?

mρ=?Ω（4）办法一：如图，为了讨论地球表面附近A点的磁场状况

可以考虑关于过A点的地球半径对称的两处电流1I和2I，按照右手螺旋定则可以推断，这两处电流在A点产生的磁场的磁感应强度刚好方向相反，大小相等，所以1I和2I产生的磁

场在A点的合磁感应强度为零。同理，地球上各处的地空电流在A点的合磁感应强度都为零，即地空电流不会在A点产生磁场。同理，地空电流不会在地球附近任何地方产生磁场。

办法二：由于电流关于地心分布是球面向称的，所以磁场分布也必将关于地心球面向称，这就要求磁感线只能沿半径方向；但是磁感线又是闭合曲线。以上两条相互冲突，所以地空电流不会产生磁场。

【点睛】按照电场的性质确定电势的变化状况，按照点电荷的电场强度公式求解电量，取一小段空气层为讨论对象，按照电阻定律和欧姆定律求解电阻率，按照地球磁场的特点举行分析即可。

4．以下对直导线内部做一些分析：设导线单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v．现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用j表示．

(1)请建立微观模型,利用电流的定义

q

I

t

=，推导：j=nev;

(2)从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动．设导体的电阻率为ρ，导体内场强为E，试猜测j与E的关系并推导出j、ρ、E三者间满足的关系式．

【答案】（1）j=nev（2）

Ej

ρ＝

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在直导线内任选一个横截面S，在△t时光内以S为底，v△t为高的柱体内的自由电子

都将从今截面通过，由电流及电流密度的定义知：

Iq

j

StS

V

V

＝＝，其中△q=neSv△t，

代入上式可得：j=nev

（2）（猜测：j与E成正比）设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U，则

U

E

l＝；

电流密度的定义为

I

j

S＝，

将

U

I

R

＝代入，得

U

j

SR

＝；

导线的电阻

l

R

S

ρ

＝，代入上式，可得j、ρ、E三者间满足的关系式为：

E

j

ρ

＝

【点睛】

本题一要把握电路的基本逻辑：欧姆定律、电阻定律、电流的定义式，另一方面要读懂题意，明确电流密度的含义．

5．为了检查双线电缆CE、FD中的一根导线因为绝缘皮损坏而通地的某处，可以使用如图所示电路。用导线将AC、BD、EF衔接，AB为一粗细匀称的长LAB=100厘米的电阻丝，接触器H可以在AB上滑动。当K1闭合移动接触器，假如当接触器H和B端距离L1=41厘米时，电流表G中没有电流通过。试求电缆损坏处离检查地点的距离（即图中DP的长度X）。其中电缆CE=DF=L=7．8千米，AC、BD和EF段的电阻略去不计。

【答案】6.396km

【解析】

【试题分析】由图得出等效电路图，再按照串并联电路逻辑及电阻定律举行分析，联立可求得电缆损坏处离检查地点的距离．

等效电路图如图所示：

电流表示数为零，则点H和点P的电势相等。

由得，

则

又

由以上各式得：X=6.396km

【点睛】本题难点在于能否正确作出等效电路图，并明确表头电流为零的意义是两端的电势相等．

6．如图所示，一段长方体金属导电材料，厚度为a、高度为b、长度为l，内有带电量为e

的自由电子。该导电材料放在垂直于前后表面的匀强磁场中，内部磁感应强度为B。当有大小为I的稳恒电流垂直于磁场方向通过导电材料时，在导电材料的上下表面间产生一个恒定的电势差U。求解以下问题：

（1）分析并比较上下表面电势的凹凸；

（2）该导电材料单位体积内的自由电子数量n。

（3）经典物理学认为金属导体中恒定电场形成稳恒电流，而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。设某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，带电量为e，自由电子延续两次碰撞的时光间隔的平均值为t。试这种金属的电阻率。

【答案】（1）下表面电势高；（2）（3）

【解析】试题分析：（1）由于电流方向向右，则电子运动方向向左，由左手定则电子向上偏转，可知下表面电势高；

（2）①②③④⑤

联立①②③④⑤

（3）设金属导电材料内的匀强电场强度为E

电子定向移动的加速度为

经过时光t获得的定向移动速度为

在时光t内的平均速度为

电流为

欧姆定律

得

考点：洛伦兹力；电场强度；电流强度；欧姆定律.

7．AB两地间铺有通讯电缆，它是由两条并在一起彼此绝缘的匀称导线组成，通常称为双

线电缆。电缆长为L，每一条电缆的电阻为R.某次事故中不当心损坏了电缆，电缆的损坏有两种可能状况：绝缘层轻微受损，导致两导线间漏电，简称漏电故障（相当于在该处的两导线间接有一个电阻）；绝缘层严峻破坏，导致两导线直接短路，称之为短路故障。设导线间惟独一处绝缘层破损。为推断破损处是哪种状况，在AB两端均处开路的前提下做了以下工作：

（1）在A地两端间接一恒压电源U，在B地两端间接抱负电压表，测出电压表示数为UB，在B地两端间接同一电源，在A地两端间接抱负电压表，测出电压表示数为UA.若UA=UB=0，是什么故障类型？若UA≠0，UB≠0，是什么故障类型？

（2）在A地两端间接欧姆表测出电阻为RA，在B地两端间接欧姆表测出电阻为RB。若RA+RB="2R"，请推断故障类型，并求出故障处与A、B端的距离之比。若RA+RB>2R，请推断故障类型，并求出故障处与A、B端的距离之比。

【答案】（1）若有UB=0，则必有UA=0，表示是短路故障；若有UB≠0，则必有UA≠0，表示是漏电故障（2）RA：RB；

【解析】试题分析：（1）若有UB=0，则必有UA=0，表示是短路故障；若有UB≠0，则必

有UA≠0，表示是漏电故障

（2）若RA+RB="2R"，短路故障，故障处两端导线长度之比等于RA与RB之比若RA+RB>2R，漏电故障，故障处两端导线长度之比

考点：电路故障；电阻定律.

8．如图所示电路中，灯L标有“6V，3W”，定值电阻R1=4Ω，R2=10Ω，电源内阻r=2Ω，当滑片P滑到最下端时，抱负电流表读数为1A，此时灯L恰好正常发光，试求：

（1）滑线变阻器最大值R；

（2）当滑片P滑到最上端时，电流表的读数【答案】【解析】

试题分析：（1）灯L的电阻为：RL=L

L

PU2=12Ω

当P滑到下端时，R2被短路，灯L与囫囵变阻器R并联，此时灯正常发光，通过灯L的电流为：IL=

L

L

UP=0．5A

通过变阻器R的电流为：IR=IA-IL=1A-0．5A=0．5A则IR=IL，即得滑线变阻器最大值为：R=RL=12Ω（2）电源电动势：1()12

VLL

RREIRrRR=++=+=

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′=

rRE

+=2A考点：

【名师点睛】闭合电路的欧姆定律

9．某学生通过试验测定一个阻值约为5Ω电阻Rx的阻值.

（1）现有电源(3V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~10Ω,标定电流1A)、开关和导线若干,以及下列电表:

A．电流表(0-3A,内阻约0.025Ω)

B．电流表(0-0.6A,内阻约0.125Ω)

C．电压表(0-3V,内阻约3kΩ)

D．电压表(0-15V,内阻约15kΩ)

为减小测量误差,在试验中,电流表应选用_____,电压表应选用_____(填器材前的字母);试验电路应采纳下图中的_____(填“甲”或“乙”).

（2）接通开关,转变滑动变阻器的滑片位置,某次电表示数如图所示,对应的电流表示数I=_____A,电压表示数U=_____V.计算可得该电阻的测量值Rx=_____Ω.

【答案】BC甲0.502.605.2【解析】【详解】

（1）[1][2]电源电动势约为3V，所以电压表挑选C，按照欧姆定律：

0003

A0.6A5

UIR=

≈≈可知电流表挑选B即可；

[3]计算电表内阻和待测电阻的关系：

3kΩ5Ω

5Ω0.125Ω

>可知电压表的内阻远大于待测电阻，分流较小，电流表应采纳外界法，即甲图；

（2）[4]电流表分度值为0.02A，所以电流表读数为：0.50A；

[5]电压表分度值为0.1V，所以电压表读数为：2.60V；

[6]按照欧姆定律：

2.60

Ω5.2Ω

0.50

x

U

R

I

===。

10．如图所示，A、B间电压3V

U=，

1

5

R=Ω，

23

10

RR

==Ω，

4

4

R=Ω．求：

（1）电路中A、B间总电阻．

（2）通过4R的电流4I．

（3）3R两端的电压．

【答案】（1）10Ω（2）0.3A（3）1.8V

【解析】

【详解】

（1）图中，电阻1R与2R串联后的总电阻与3R并联，并联后的总电阻与4R串联，故电路中A、B间总电阻：

()()

123

4

123

51010

410

51010

RRR

RR

RRR

++?

=+=+=

++++

Ω

（2）通过4R的电流强度为干路电流，按照欧姆定律，有：

4

3

0.3

10

U

II

R

====A

（3）3R两端的电压：

144

30.341.8

UUIR

=-=-?=V

11．如图所示，当a、b开路时，120V

ab

U=，当a、b间接入一个100W的灯时，

110V

ab

U=，灯泡正常发光，再并联一个电炉时，90V

ab

U=，已知灯和电炉的额定电压相同，求电炉的额定功率．

【答案】267W【解析】【详解】

当a、b开路时，120VE=

当a、b之间接入一个灯时，110VabU=，则有：

22

1110Ω121Ω100

abURP===

1

ab

abUUrER-

=联立可解得：

11r=Ω

当a、b之间再并联一个电炉时，90VabU=，则有：

1212

abab

EUrRRRUR=+

+可得：

245.375R=Ω

所