高中物理易错题专题三物理闭合电路的欧姆定律(含解析)

高中物理易错题专题三物理闭合电路的欧姆定律(含解析)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示，R1=R2=2.5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，电压表为理想电表。闭合电键S，移动滑动变阻器的滑片P，当滑片P分别滑到变阻器的两端a和b时，电源输出功率均为4.5W。求(1)电源电动势；(2)滑片P滑动到变阻器b端时，电压表示数。【答案】(1)(2)【解析】【详解】(1)当P滑到a端时，电源输出功率：当P滑到b端时，电源输出功率：得：(2)当P滑到b端时，电压表示数：2．如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压．【答案】1A；1.38V【解析】【分析】【详解】闭合开关S后，由闭合电路欧姆定律得：电路中的电流I为：I==A=1A路端电压为：U=IR=1×1.38=1.38（V）3．电源的电动势为4.8V、外电阻为4.0时，路端电压为4.0V。如果在外电路并联一个6.0的电阻，路端电压是多大？【答案】3.6V【解析】【详解】由题意可知当外电阻为4.0Ω时，根据欧姆定律可知电流由闭合电路欧姆定律代入数据解得r=0.8Ω当外电路并联一个6.0Ω的电阻时电路中的总电流所以路端电压4．如图所示电路中，电源电动势E＝16V，内电阻r＝1.0Ω，电阻R1＝9.0Ω，R2＝15Ω。开关闭合后，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的阻值和它消耗的电功率。【答案】(1)15V，(2)10Ω，3.6W。【解析】【详解】(1)对根据欧姆定律：整个回路的总电流：路端电压为：代入数据得：；(2)对：总电流：代入数据得：R3消耗的电功率：代入数据得：。5．一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，不计其他能量损失，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：所以电动机消耗的总功率为：。6．有一个100匝的线圈，在0.2s内穿过它的磁通量从0.04Wb增加到0.14Wb，求线圈中的感应电动势为多大？如果线圈的电阻是10Ω，把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？【答案】50V，0.05A．【解析】【详解】已知n=100匝，△t=0.2s，△Φ=0.14Wb-0.04Wb=0.1Wb，则根据法拉第电磁感应定律得感应电动势由闭合电路欧姆定律得，通过电热器的电流7．如图，在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E＝50V，内阻r＝1Ω的电源和滑动变阻器R，导轨的宽度d＝0.2m，倾角θ=37°．质量m＝0.11kg的细杆ab垂直置于导轨上，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，整个装置处在竖直向下的磁感应强度B＝2.2T的匀强磁场中，导轨与杆的电阻不计．现调节R使杆ab静止不动．sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：（1）杆ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2；（2）滑动变阻器R有效电阻的取值范围．【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）由题意知：当棒具有向下的运动趋势时所受安培力最小，由物体平衡条件有代入数据解得最小安培力．当棒具有向上的运动趋势时所受安培力最大，由物体平衡条件有：代入数据解得最大安培力．（2）设导体棒所受安培力为、时对应R的阻值为和，则有代入数据解得，；则滑动变阻器R有效电阻的取值范围为．8．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的带电液滴恰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，电容器充放电时间忽略不计，液滴运动到某一极板处需要经过多长时间？【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=0.1s9．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离，电源电动势，内电阻，电阻，闭合开关S，待电路稳定后，一带电量C,质量的小球恰好静止于两板之间．取，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）8【解析】【详解】试题分析：(1)由题意可知小球恰好静止于两板之间，一小球为对象，受到重力和电场力二力平衡，所以有，故：；(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为，，得：。10．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．如图所示电路，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω．外电路中电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=7.5Ω．电容器的电容C=4μF．（1）电键S闭合，电路稳定时，电容器所带的电量．（2）电键从闭合到断开，流过电流表A的电量．【答案】;【解析】【分析】【详解】（1）电键S闭合，电路稳定时，电容器所在电路没有电流．外电路总电阻为：＝3Ω干路电流为：＝1.5A路端电压为：U＝E－Ir＝4.5V电容器的电压为：U1＝＝1.8V所以电容器的电量：Q1＝CU1＝7.2×10-6C，b板带正电，a板带负电．（2）S断开，电路稳定时，电容器的电压就是R2的电压，U2＝＝3V所以电容器的电量：Q2＝CU2＝1.2×10-5C，a板带正电，b板带负电．则流过电流表A的电量Q＝Q1＋Q2＝1.92×10-5C．【点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，关键要同学们能理清电路的结构，明确电容器的电压与哪部分电路的电压相等，要知道电路稳定时，电容器所在电路没有电流，其电压与所并联的电路两端的电压相等．12．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，电阻R1=2.5Ω，R2=3Ω，当电阻箱Rx调到3Ω时，理想电流表的示数为2A．求：(1)电源的内电阻？(2)调节电阻箱，使电流表的示数为1.6A时，电阻R2消耗的电功率？【答案】(1)r=1Ω(2)P2=6.45W【解析】【分析】可先求