高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案

高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案一、高考物理精讲专项闭合电路的欧姆定律1．小勇同窗设计了一种测定风力大小的装置，其原理如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。是一种阻值为的定值电阻。V是由抱负电压表改装成的指针式测风力显示屏。R是与迎风板A相连的一种压敏电阻，其阻值可随风的压力大小变化而变化，其关系以下表所示。迎风板A的重力无视不计。试求：压力F/N050100150200250300…电阻30282624222018…（1）运用表中的数据归纳出电阻R随风力F变化的函数式；（2）若电压表的最大量程为5V，该装置能测得的最大风力为多少牛顿；（3）当风力F为500N时，电压表达数是多少；（4）如果电源E的电动势减少，要使相似风力时电压表测得的示数不变，需要调换，调换后的的阻值大小如何变化？（只写结论）【答案】（1）；（2）；（3）；（4）阻值变大【解析】【分析】【详解】（1）通过表中数据可得：，故R与F成线性变化关系设它们的关系式为：代入数据得：①（2）由题意，上的电压，通过的电流为②③解①~④式，得，当电压表两端电压为5V时，测得的风力最大④（3）由①式得⑤（4）阻值变大2．如图所示，水平U形光滑框架，宽度，电阻无视不计，导体棒ab的质量，电阻，匀强磁场的磁感应强度，方向垂直框架向上现用的拉力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达届时，求此时：棒产生的感应电动势的大小；棒产生的感应电流的大小和方向；棒所受安培力的大小和方向；棒的加速度的大小．【答案】（１）0.4V（２）0.8A从a流向b（３）0.16N水平向左（４）【解析】【分析】【详解】试题分析：（1）根据切割产生的感应电动势公式E=BLv，求出电动势的大小．（2）由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小，由右手定则判断电流的方向.（3）由安培力公式求出安培力的大小，由左手定则判断出安培力的方向．（4）根据牛顿第二定律求出ab棒的加速度．（1）根据导体棒切割磁感线的电动势（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流，由右手定则可知电流方向为：从a流向b（3）ab受安培力，由左手定则可知安培力方向为：水平向左（4）根据牛顿第二定律有：，得ab杆的加速度3．在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R是可变的，电源的电动势为E，电源的内阻为r，其它部分的电阻均可无视不计。（1）闭合开关S，写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系体现式；（2）若电源的电动势E为3V，电源的内阻r为1Ω，闭合开关S，当把电阻箱R的阻值调节为14Ω时，电路中的电流I为多大？此时电源两端的电压（路端电压）U为多大？【答案】(1)(2)0.2A2.8V【解析】【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律，得关系体现式:（2）将E=3V，r=1Ω，R=14Ω，代入上式得：电流表的示数I==0.2A电源两端的电压U=IR=2.8V4．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，导轨的两端分别与电源（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对外的匀强磁场，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在磁场中正好保持静止，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时达成稳定速度，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达成稳定速度后，将开关K忽然接到3，试通过推导，阐明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）（2）（3）匀加速直线运动【解析】【详解】（1）金属棒ab在磁场中正好保持静止，由BIL=mg

得

（2）由

得

由动量定理，得

其中得（3）K接3后的充电电流

mg-BIL=ma

得=常数因此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

解得：【点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，核心要会推导加速度的体现式，通过分析棒的受力状况，拟定其运动状况．5．在如图所示的电路中，电源电动势E=3.0V，内电阻r=1.0Ω；电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=35Ω；电容器的电容C=1000μF，电容器原来不带电。求接通电键S后流过R4的总电荷量（保存两位有效数字）。【答案】2.0×10-3C【解析】【详解】接通电键S前，R2与R3串联后与R1并联，因此闭合电路的总电阻：由闭合电路欧姆定律得，通过电源的电流：电源的两端电压：则R3两端的电压：接通电键S后通过R4的总电荷量就是电容器的电荷量。根据可得：代入数据解得：6．一电瓶车的电源电动势E＝48V，内阻不计，其电动机线圈电阻R＝3Ω，当它以v＝4m/s的速度在水平地面上匀速行驶时，受到的阻力f＝48N。除电动机线圈生热外，不计其它能量损失，求：(1)该电动机的输出功率；(2)电动机消耗的总功率。【答案】(1)，(2)。【解析】【详解】(1)电瓶车匀速运动，牵引力为：电动机的输出功率为：；(2)由能量守恒定律得：代入数据解得：因此电动机消耗的总功率为：。7．在如图所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中电阻为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为．闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A．求：（1）电动机两端的电压；（2）电源输出的电功率．【答案】（1）7.0V（2）20W【解析】试题分析：（1）电动机两端的电压等于电源电动势减去内阻电压与电阻电压之和，（2）电源输出的电功率等于电源的总功率减去热功率.（1）电路中电流表的示数为2.0A，因此电动机的电压为（2）电源的输出的功率为：8．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m=7×10-8kg，带电量C的油滴，当把可变电阻器R3的阻值调到35Ω接入电路时，带电油滴正好静止悬浮在电场中，此时安培表达数I=1.5A，安培表为抱负电表，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=φB-0，B点的电势不不大于零，则电路中B点的电势φB=27V.9．电路如图所示,电源电动势,内阻r=2Ω,电阻,,,为平行板电容器,其电容C=3.0PF,虚线到两极板间距离相等,极板长,两极板的间距（1）若开关处在断开状态,则当其闭合后,求流过的总电荷量为多少?（2）若开关断开时,有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关闭合后,此带电微粒以相似初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从的电场中射出?(取)【答案】（1）；（2）不能从的电场中射出.【解析】【详解】（1）开关断开时,电阻两端的电压为开关闭合后,外电阻为路端电压为.此时电阻两端电压为则流过的总电荷量为（2）设带电微粒质量为,电荷量为当开关断开时有当开关闭合后,设带电微粒加速度为,则设带电微粒能从的电场中射出,则水平方向运动时间为:竖直方向的位移为:由以上各式求得故带电微粒不能从的电场中射出.10．如图所示的电路中，当开关K断开时，V、A的示数分别为2.1V和0.5A，闭合K后它们的示数变为2V和0.6A，求电源的电动势和内电阻？（两表均为抱负表）【答案】2.6V，1Ω【解析】【分析】【详解】解：根据欧姆定律得：，代入数据得：，解得：E=2.6V，r=1Ω11．如图所示，电源电动势E=8V，内阻r=10Ω，R1=20Ω,R2=30Ω,电容器两极板间距d=0.1m。当电键闭合时，一质量m=2×10-3kg的带电液滴正好静止在两极板中间。取重力加速度g=10m/s2，求：（1）带电液滴所带电荷量的大小q以及电性；（2）断开电键，电容器充放电时间无视不计，液滴运动到某一极板处需要通过多长时间？【答案】（1）5×10-4C，带正电；（2）0.1s。【解析】【详解】（1）电键闭合时，两板间电压U1：液滴保持静止：解得：q=5×10-4C，带正电（2）电键断开时，两板间电压：U2=E=8V液滴向上做匀加速运动，加速度a：解得：t=0.1s12．如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21Ω，电动机绕组的电阻R0=0.5Ω，电键S1始终闭合．当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当电键S2闭合时，电阻R