高中物理闭合电路的欧姆定律题带答案

高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)一、高考物理精讲专项闭合电路的欧姆定律1．如图所示，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，电炉消耗功率为684W；S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为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，电解槽中电能转化成化学能的功率．【答案】（1）120V（2）20A（3）1700W【解析】（1）S1闭合，S2断开时电炉中电流电源电动势；（2）S1、S2都闭合时电炉中电流为电源路端电压为流过电源的电流为流过电槽的电流为；（3）电解槽消耗的电功率电解槽内热损耗功率电解槽转化成化学能的功率为．点睛：电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流．2．如图所示，R为电阻箱，V为抱负电压表．当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V．求：（1）电源的电动势E和内阻r．（2）当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？【答案】（1）E=6Vr=1Ω（2）当R=r=1Ω时，Pm=9W【解析】【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得：，代入得①，，代入得：②，联立上式并代入数据解得：E=6V，r=1Ω（2）当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时电源的输出功率最大，即有R=r=1Ω电源的输出功率最大为：；3．运用电动机通过如图所示的电路提高重物，已知电源电动势，电源内阻，电阻，重物质量，当将重物固定时，抱负电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提高重物时，电压表的示数为，不计摩擦，g取求：串联入电路的电动机内阻为多大？重物匀速上升时的速度大小．匀速提高重物3m需要消耗电源多少能量？【答案】（1）；（2）（3）6J【解析】【分析】根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压电动机消耗的电功率等于输出的机械功率和发热功率之和，根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度大小，根据求解匀速提高重物3m需要消耗电源的能量．【详解】由题，电源电动势，电源内阻，当将重物固定时，电压表的示数为5V，则根据闭合电路欧姆定律得电路中电流为电动机的电阻当重物匀速上升时，电压表的示数为，电路中电流为电动机两端的电压为故电动机的输入功率根据能量转化和守恒定律得代入解得，匀速提高重物3m所需要的时间，则消耗的电能【点睛】本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用对于电动机电路，不转动时，是纯电阻电路，欧姆定律成立；当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立．4．某实验小组设计了如图所示的欧姆表电路，通过调控电键和调节电阻箱，可使欧姆表含有“”和“”两种倍率。已知：电源电动势，内阻；毫安表满偏电流，内阻，回答下列问题：①图的电路中：插孔应当接_______表笔（选填红、黑）；应当选用阻值为_________的电阻（小数点后保存一位小数）；②经检查，各器材均连接无误，则：当电键断开时，欧姆表对应的倍率为___________（选填“”、“”）；③为了测量电阻时便于读出待测电阻的阻值，需将毫安表不同刻度标出欧姆表的刻度值，其中，中央刻度处应标的数值是________________；④该小组选择闭合的档位，欧姆调零操作无误，测量电阻时，毫安表指针处在图位置，由此可知被测电阻_______。【答案】黑2.2×103045【解析】【详解】①[1]欧姆档内部电源的正极接黑表笔；[2]根据欧姆档倍率关系，可知闭合开关能够将电流表量程变为原来的倍，根据分流特点：解得：；②[3]当电键断开时，电流表的量程较小，在相似的电压下，根据闭合欧姆定律：可知电流越小，能够接入的电阻越大，因此当电键断开时，对应档；③[4]假设欧姆档内部电阻为，根据闭合欧姆定律：则处对应的阻值：；④[5]根据闭合电路欧姆定律：解得：。5．在图中R1＝14Ω，R2＝9Ω．当开关处在位置1时，电流表读数I1＝0.2A；当开关处在位置2时，电流表读数I2＝0.3A．求电源的电动势E和内电阻r．【答案】3V，1Ω【解析】【详解】当开关处在位置1时，根据闭合电路欧姆定律得：E=I1（R1+r）当开关处在位置2时，根据闭合电路欧姆定律得：E=I2（R2+r）代入解得：r=1Ω，E=3V答：电源的电动势E=3V，内电阻r=1Ω．6．如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道宽为，管道高度为，上、下两面是绝缘板，前后两侧是电阻可无视的导体板，两导体板与开关和定值电阻相连。整个管道置于匀强磁场中，磁感应强度大小为、方向沿轴正方向。管道内始终充满导电液体，两导体板间液体的电阻为，开关闭合前后，液体均以恒定速率沿轴正方向流动。无视液体流动时与管道间的流动阻力。（1）开关断开时，求两导板间电压，并比较导体板的电势高低；（2）开关闭合后，求：a.通过电阻的电流及两导体板间电压；b.左右管道口之间的压强差。【答案】（1）U0=Bdv0，（2）a．；b．【解析】【详解】（1）该发电装置原理图等效为如图，管道中液体的流动等效为宽度为d的导体棒切割磁感线，产生的电动势E=Bdv0则开关断开时U0=Bdv0由右手定则可知等效电源MN内部的电流为N到M，则M点为等效正极，有；（2）a．由闭合电路欧姆定律外电路两端的电压：b．设开关闭合后，管道两端压强差分别为，无视液体所受的摩擦阻力，开关闭合后管道内液体受到安培力为F安，则有联立可得管道两端压强差的变化为：7．如图所示的电路中，电阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，电源内电阻r=1Ω，闭合开关S，抱负电流表的示数I2=0.4A．求：（1）电阻R3两端的电压U3；（2）流过电阻R1的电流I1的大小；（3）电源的总功率P．【答案】（1）6.0V（2）0.6A（3）7.2W【解析】【详解】（1）电阻R3两端有电压为（V）（2）通过电阻R3的电流大小：A流过电阻R1的电流大小为：I1=I2+I3=0.4+0.2=0.6A（3）电源的电动势为：V电源的总功率为P=I1E=7.2W或=7.2W8．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=1Ω9．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=0.1s10．如图所示，电源的电动势E=80V，内电阻，，为电阻箱。求：（1）当电阻箱阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？（2）当电阻箱阻值为多大时，电阻箱消耗的功率最大？（3）当电阻箱阻值为14Ω时，电源输出功率为多少？此时电源效率为多少？【答案】（1）0Ω（2）6Ω（3）256W；80%【解析】【详解】（1）由可知I最大时R1功率最大，又由可知：当R2=0时R1消耗功率最大。（2）设R2消耗的电功率为P1，则由数学知识可知，分母最小时分数值越大，因当且仅当取“=”，此时R2消耗的电功率最大，则；（3）设电源的输出功率为，则：电源的效率为11．如图所示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)提高重物消耗的功率；(2)电动机线圈的电阻．【答案】(1)450W(2)4Ω【解析】（1）重物被提高的功率（2）此时电路中的电流为5A．则电源的总功率因此线圈电阻消耗的功率为由欧姆定律可得：12．如图所示，四个电阻阻值均为R，电键S闭合时，有一质量为m，带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点．现打开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一种极板运动，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电量发生变化，碰后小球带有和该板同种性质的电荷，并恰