高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编(含答案)及解析

高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编(含答案)及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示电路中，，，开关S闭合时电压表示数为11.4V，电流表示数为0.2A，开关S断开时电流表示数为0.3A，求：(1)电阻的值．(2)电源电动势和内电阻．【答案】（1）15Ω（2）12V1Ω【解析】【详解】(1)由图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：解得：(2)由图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：S断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：联立解得：2．如图所示的电路中，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω，电动机的电阻R0＝1.0Ω，电阻R1＝2.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1＝4.0V，求：(1)流过电动机的电流；(2)电动机输出的机械功率；(3)电源的工作效率。【答案】（1）2A；（2）14W；（3）91.7%【解析】【分析】【详解】(1)电动机正常工作时，总电流为I＝＝2A(2)电动机两端的电压为U＝E－Ir－U1=(12－2×0.5－4.0)V＝7V电动机消耗的电功率为P电＝UI＝7×2W＝14W电动机的热功率为P热＝I2R0＝22×1W＝4W电动机输出的机械功率P机＝P电－P热＝10W(3)电源释放的电功率为P释＝EI＝12×2W＝24W有用功率P有＝电源的工作效率3．在图中R1＝14Ω，R2＝9Ω．当开关处于位置1时，电流表读数I1＝0.2A；当开关处于位置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】当开关处于位置1时，根据闭合电路欧姆定律得：E=I1（R1+r）当开关处于位置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．4．利用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻．当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表和电压表的示数分别为0.20A和2.90V．改变滑片的位置后，两表的示数分别为0.40A和2.80V．这个电源的电动势和内电阻各是多大？【答案】E=3.00V，r=0.50Ω【解析】【分析】【详解】根据全电路欧姆定律可得：；，联立解得：E=3.00V，r=0.50Ω5．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，带电油滴恰好静止悬浮在电场中，此时安培表示数I=1.5A，安培表为理想电表，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点的电势大于零，则电路中B点的电势φB=27V.6．光伏发电是一种新兴的清洁发电方式，预计到2020年合肥将建成世界一流光伏制造基地，打造成为中国光伏应用第一城。某太阳能电池板，测得它不接负载时的电压为900mV，短路电流为45mA，若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连接成闭合电路，则，(1)该太阳能电池板的内阻是多大？(2)电阻器两端的电压是多大？(3)通电10分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大？【答案】(1)20Ω(2)0.45V(3)6.075J【解析】【详解】(1)根据欧姆定律有：，解得：；(2)闭合电路欧姆定律有：，，解得：；(3)由焦耳定律有：，解得：。答：(1)该太阳能电池板的内阻；(2)电阻器两端的电压；(3)通电10分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量。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．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为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？（2）当R为何值时，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【解析】【分析】（1）由乙图得电源的电动势和内阻，当R=0时，R0消耗的功率最大；（2）当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，依次计算求解．【详解】（1）由题干乙图知电源的电动势和内阻为：E=20V，r==7.5由题图甲分析知道，当R=0时，R0消耗的功率最大，最大为Pm==3W=10.9W（2）当R＋R0=r，即R=4.5时，电源的输出功率最大，最大值P=(R+R0)=(3+4.5)W=13.3W9．如图，电源电动势ε=10V，内阻不计，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF．(1)闭合电键S，求稳定后通过R1的电流．(2)然后将电键S断开，求这以后流过R1的总电量【答案】(1)1A(2)1.2×10-4C【解析】【详解】（1）闭合开关S，当电路达到稳定后，电容器相当于开关断开，根据闭合电路欧姆定律得：（2）闭合开关S时，电容器两端的电压即电阻R2两端的电压，为：开关S断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势，为，则通过电阻R1的电荷量为：10．用电流传感器和电压传感器等可测干电池的电动势和内电阻．改变电路的外电阻，通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流，输入计算机，自动生成U－I图线，由图线得出电动势和内电阻．(1)记录数据后，打开“坐标绘图”界面，设x轴为“I”，y轴为“U”，点击直接拟合，就可以画出U－I图象，得实验结果如图甲所示．根据图线显示，拟合直线方程为：________，测得干电池的电动势为________V，干电池的内电阻为________Ω.(2)现有一小灯泡，其U－I特性曲线如图乙所示，若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是多少？(简要写出求解过程；若需作图，可直接画在方格图中)．【答案】(1)y＝－2x＋1.51.52(2)0.27W【解析】(1)设直线方程为y＝ax＋b，把坐标(0,1.5)和(0.75,0)代入方程解得：a＝－2，b＝1.5，得出直线方程为：y＝－2x＋1.5；由闭合电路的欧姆定律得：E＝IR＋Ir＝U＋Ir，对比图象可得：E＝1.5V，r＝2Ω.(2)作出U＝E－Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.30A，工作电压为0.90V，因此小灯泡的实际功率为：P＝UI＝0.30×0.90W＝0.27W.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，导轨间的距离L=0.5m，B=2T，ab棒的质量m=1kg，物块重G=3N，ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V，r=0.1Ω，导轨的电阻不计，ab棒电阻也不计，问R的取值范围怎样时棒处于静止状态？（g取10m/s2）【答案】1.9Ω≤R≤9.9Ω时棒处于静止状态【解析】【分析】【详解】依据物体平衡条件可得，恰不右滑时有