高考物理高考物理閉合電路的歐姆定律的基本方法技巧及練習(xí)題及練習(xí)題(含答案)

1、高考物理高考物理閉合電路的歐姆定律的基本方法技巧及練習(xí)題及練習(xí)題( 含答案 )一、高考物理精講專題閉合電路的歐姆定律1 如圖所示， r1 r32r2 2r4，電鍵 s 閉合時，間距為d 的平行板電容器c 的正中間有一質(zhì)量為 m，帶電量為q 的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)；現(xiàn)將電鍵s斷開，小球?qū)⑾螂娙萜髂骋粋€極板運動。若不計電源內(nèi)阻，求：(1)電源的電動勢大小；(2)小球第一次與極板碰撞前瞬間的速度大小。2mgdgd【答案】 (1) e(2) v0q3【解析】【詳解】(1)電鍵 s 閉合時， r1、 r3 并聯(lián)與 r4 串聯(lián)， (r2 中沒有電流通過)uc u4 1 e2對帶電小球有：得： equ cq

2、emg2dd2mgdq(2)電鍵 s 斷開后， r1、 r4 串聯(lián)，則e2mgdu c33q小球向下運動與下極板相碰前瞬間，由動能定理得解得： v0mgdq u c1mv2222gd32 如圖所示電路中，r 是電源的內(nèi)阻， r12是外電路中的電阻，如果用r12分和 rp， p和 p別表示電阻 r ，r1， r2 上所消耗的功率，當(dāng)r1=r2= r 時，求：12(1)irii 等于多少(2)pr p1 p2 等于多少【答案】 (1)2： 1： 1；(2)4： 1：1?！窘馕觥俊驹斀狻?1)設(shè)干路電流為 i，流過 r1 和 r2 的電流分別為 i1 和 i2。由題， r1 和 r2 并聯(lián)，電壓相等

3、，電阻也相等，則電流相等，故1i1=i2=i2即ir i1 i2=2： 1：1(2)根據(jù)公式 p=i2r，三個電阻相等，功率之比等于電流平方之比，即pr： p1： p2=4： 1： 13 如圖所示，電路中電源內(nèi)阻不計，水平放置的平行金屬板、b間的距離為，金屬板ad長為 l，在兩金屬板左端正中間位置m，有一個小液滴以初速度v0 水平向右射入兩板間，已知小液滴的質(zhì)量為 m，帶負(fù)電，電荷量為 q要使液滴從 b板右側(cè)邊緣射出電場，電動勢e是多大？ ( 重力加速度用 g 表示 )【答案】2md 2v022mgdeqql2【解析】【詳解】ee由閉合電路歐姆定律得irr2re兩金屬板間電壓為uba ir2由

4、牛頓第二定律得q u ba mgmad液滴在電場中做類平拋運動，有0d 12l v tat22聯(lián)立解得 e2md 2v022mgd2qql【點睛】題是電路與電場兩部分知識的綜合，關(guān)鍵是確定電容器的電壓與電動勢的關(guān)系，掌握處理類平拋運動的分析方法與處理規(guī)律4 如圖所示， r 為電阻箱， v 為理想電壓表當(dāng)電阻箱讀數(shù)為r1 2時，電壓表讀數(shù)為u1 4v；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為r2 5時，電壓表讀數(shù)為u2 5v求：（1）電源的電動勢 e 和內(nèi)阻 r（2）當(dāng)電阻箱 r 讀數(shù)為多少時，電源的輸出功率最大？最大值pm 為多少？【答案】（ 1） =6 vr=1 （ 2）當(dāng)=1 時，m=9 wer=rp【解析】【詳解

5、】（1）由閉合電路歐姆定律euir 得：eu 1u 1r ，代入得 e4442r ，r12eu 2u 2r ，代入得： e555r ，r2r5聯(lián)立上式并代入數(shù)據(jù)解得：e=6v， r=1 （2）當(dāng)電阻箱的阻值等于電源的內(nèi)電阻時電源的輸出功率最大，即有r=r=1 電源的輸出功率最大為： pmi2r(e 2e262w9w ；)r42r4r15 如圖所示電路中，電源電動勢 e16v，內(nèi)電阻 r1.0 ，電阻 r1 9.0 ， r2 15。開關(guān)閉合后，理想電流表 a 的示數(shù)為 0.4a。求：(1)電源的路端電壓；(2)電阻 r3 的阻值和它消耗的電功率?！敬鸢浮?(1)15v， (2)10 ，3.6w

6、。【解析】【詳解】(1)對 r2 根據(jù)歐姆定律：u2i 2 r2整個回路的總電流：i路端電壓為：eu 2r1rueir代入數(shù)據(jù)得： u15v ；(2)對 r3 ：u 2r3i 3總電流：ii 2i 3代入數(shù)據(jù)得：r310r3 消耗的電功率：pi2r333代入數(shù)據(jù)得：p33.6w 。6 如圖所示電路中，電阻r1 =r2=r3=10 ，電源內(nèi)阻r=5，電壓表可視為理想電表。當(dāng)開關(guān) s1 和 s2 均閉合時，電壓表的示數(shù)為 10v。求：（1）電源的電動勢（2）當(dāng)開關(guān) s1 閉合而 s2 斷開時，電壓表的示數(shù)【答案】 (1)e=20v(2)16v【解析】【詳解】(1)電阻 r2 中的電流iu 21ar

7、2外電阻r1 r315r r2r3r1根據(jù)閉合電路歐姆定律ierr得e=i（ r+r）代入數(shù)據(jù)解得：e=1（ 15+5） v=20v(2)當(dāng)開關(guān) s1 閉合而 s2 斷開時；由閉合電路歐姆定律可知：r1r2uer1r2r解得：u16v7 如圖所示的電路中，電源的電動勢 e 12v ，內(nèi)阻未知， r1 8 ， r2 1.5 ， l 為規(guī)格“ 3v ， 3w ”的燈泡，開關(guān) s 斷開時，燈泡恰好正常發(fā)光（不考慮溫度對燈泡電阻的影響）試求：（ 1）燈泡的額定電流和和燈絲電阻；（ 2）電源的內(nèi)阻；（ 3）開關(guān) s 閉合時，燈泡實際消耗的功率【答案】 （1） 1a3（ 2） 1（ 3） 0.48w【解析

8、】（1）燈泡的額定電流p031a，燈絲電阻 rlu 0 2i 0a3 ；u 03p0（2）斷開 s 時，燈 l 正常發(fā)光，即 i 1i 0 ，根據(jù)閉合電路歐姆定律e i（0 r1e( r1128 31 ；rl r），得 rrl )i 01rl r231.5（3）閉合 s 時，設(shè)外電路總電阻為 r外 ， r并r231 ；rl1.5所以 r外r并r1189 ；e12設(shè)干路電流為 i 總 ，則 i 總a 1.2a ；r外 r9 1rl r2燈兩端的電壓 u l ，則 u li 總 1.2 1v 1.2v ； rl r2pl ： plu l21.2 1.2燈的實際功率為rlw 0.48w 3點睛：對于

9、直流電路的計算問題，往往先求出局部的電阻，再求出外電路總電阻，根據(jù)歐姆定律求出路端電壓和總電流，再計算各部分電路的電壓和電流8 利用如圖所示的電路可以測量電源的電動勢和內(nèi)電阻當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到某一位置時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為 0.20a 和 2.90v改變滑片的位置后，兩表的示數(shù)分別為 0.40a 和 2.80v這個電源的電動勢和內(nèi)電阻各是多大？【答案】 e=3.00v， r=0.50 【解析】【分析】【詳解】根據(jù)全電路歐姆定律可得：；，聯(lián)立解得： e=3.00v， r=0.50 9 在如圖（ a）所示的電路中，r1 為定值電阻， r2 為滑動變阻器，閉合開關(guān)s，將滑動變阻器的滑動觸

10、頭 p 從最右端滑到最左端，兩個電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖所示，則：（1） v1 表示數(shù)隨電流變化的圖像是甲乙兩條圖線中的哪條？并求出定值電阻r1 的阻值；（ 2）求電源的電動勢和內(nèi)阻大?。唬?3）求電源效率的最大值和電源最大輸出功率.【答案】（ 1） v1 表的示數(shù)隨電流變化的圖像是乙圖線，r15；（ 2） e6v ，r5；（ 3）max83.3% ， p外max1.8w ?！窘馕觥俊驹斀狻浚?1）由圖可知，三電阻串聯(lián)， v1 測 r1 兩端的電壓， v2 測 r2 兩端的電壓，電流表測電路中的電流。e當(dāng)滑片向左端滑動時，接入電路中的電阻減小，電路中的總電阻減小，由i可知

11、，r總電路中的電流增大，因r1 為定值電阻，則其兩端的電壓u r1ir1 滿足成正比關(guān)系，圖象乙滿足 u-i 成正比增函數(shù)，故v1 表的示數(shù)隨電流變化的圖像是乙圖線。由圖象可知， r1 兩端的電壓 u1=3v，電路中的電流為：i1=0.6a，則電阻 r1 的阻值為：u 13；r15i10.6（ 2）綜述可知 v2 表的示數(shù)隨電流變化的圖像是甲圖線，取兩組數(shù)據(jù)由全電路的歐姆定律可知：4e0.2(r1r )0e0.6( r1r )聯(lián)立可得：e6v ；r5；（3）根據(jù)電源的效率為：p外100%=u100%p總e故當(dāng)電源的路端電壓最大時，電源的效率最大；而電路 r2 的阻值增大，總電流減小，路端電壓增

12、大，即r2 的阻值最大時，可求得電源的最大效率，由圖像甲可知最小電流為0.2a時， r1的電壓1v， r2 的電壓 4v，有：u maxu r1u r2(4 1)v則最大效率為：max = u max100%= 5100%83.3%e6電源的輸出功率為：p外i 2 (r1r2 ) (e)2 (r1r2 )( r1 r2e 2r1r2rr )2(r14rr2 )故理論上當(dāng) r1r2 r 時，即 r2 0，電源的輸出功率最大，此時滑片在最左端，p外max = e262w1.8w 。4r4510 如圖所示，合上電鍵 s1。當(dāng)電鍵 s2 閉合時，電流表的示數(shù)為 0.75a；當(dāng)電鍵 s2 斷開時，電流表

13、的示數(shù)為 0.5a， r1=r2=2。求電源電動勢 e 和內(nèi)電阻 r?！敬鸢浮?e=1.5v r=1。【解析】【詳解】當(dāng)電鍵 s2 閉合時，電流表的示數(shù)為0.75a，有：e i（1 r并r） i1( r1r )2當(dāng)電鍵 s2 斷開時，電流表的示數(shù)為0.5a，有：e=i2（ r1+r）代入數(shù)據(jù)解得e=1.5vr =1。11 如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌abdc，相距l(xiāng) 0.50m， bd 間連有一固定電阻r 0.20，導(dǎo)軌電阻可忽略不計磁感應(yīng)強度b0.40 t的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒mn垂直放在導(dǎo)軌上，其電阻也為r，導(dǎo)體棒能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動，當(dāng)mn 以v4.0m/s的速度水平向

14、右勻速運動時，求：（ 1）導(dǎo)體棒 mn 中感應(yīng)電動勢的大?。唬?2）回路中感應(yīng)電流的大小，流過r 的電流方向 ；（ 3）導(dǎo)體棒 mn 兩端電壓的大小【答案】 (1) 0.80v；(2)2a， b 到 d；（3） 0.4v?！窘馕觥俊痉治觥浚?1）導(dǎo)體垂直切割磁感線，由公式e=blv 求出感應(yīng)電動勢；（ 2） mn 相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流大小；（ 3）棒兩端的電壓是路端電壓，由 u=ir 即可求出結(jié)果【詳解】（ 1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：感應(yīng)電動勢eblv0.80 v（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律得，通過r 的電流ie2 a2r由右手定則可知，流過r 的電流方向為b 到 d（3）導(dǎo)體棒mn 兩端電壓為路端電壓，則：u ir 0.4v【點睛】本題是電磁感應(yīng)、電路和磁場相結(jié)合的綜合題，應(yīng)用e=blv、歐姆定律即可解題，要注意ab 切割磁感線產(chǎn)生電動勢，ab 相