高考物理閉合電路的歐姆定律技巧(很有用)及練習(xí)題含解析

高考物理閉合電路的歐姆定律技巧(很有用)及練習(xí)題含解析一、高考物理精講專題閉合電路的歐姆定律1．一電瓶車的電源電動勢E＝48V，內(nèi)阻不計，其電動機線圈電阻R＝3Ω，當(dāng)它以v＝4m/s的速度在水平地面上勻速行駛時，受到的阻力f＝48N。除電動機線圈生熱外，不計其他能量損失，求：(1)該電動機的輸出功率；(2)電動機消耗的總功率?！敬鸢浮?1)，(2)?！窘馕觥俊驹斀狻?1)電瓶車勻速運動，牽引力為：電動機的輸出功率為：；(2)由能量守恒定律得：代入數(shù)據(jù)解得：所以電動機消耗的總功率為：。2．如圖所示，在、兩點間接一電動勢為，內(nèi)電阻為的直流電源，電阻、、的阻值均為4，電容器的電容為，電流表內(nèi)阻不計，當(dāng)電鍵閉合時，求：（）電流表的讀數(shù)．（）電容器所帶的電量．（）斷開電鍵后，通過的電量．【答案】（1）0.8A；（2）；（3）【解析】試題分析：當(dāng)電鍵S閉合時，電阻、被短路．根據(jù)歐姆定律求出流過的電流，即電流表的讀數(shù)．電容器的電壓等于兩端的電壓，求出電壓，再求解電容器的電量．?dāng)嚅_電鍵S后，電容器通過、放電，、相當(dāng)并聯(lián)后與串聯(lián)．再求解通過的電量．（1）當(dāng)電鍵S閉合時，電阻、被短路．根據(jù)歐姆定律得：電流表的讀數(shù)（2）電容器所帶的電量（3）斷開電鍵S后，電容器相當(dāng)于電源，外電路是、相當(dāng)并聯(lián)后與串聯(lián)．由于各個電阻都相等，則通過的電量為3．在如圖所示的電路中，兩平行正對金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=4.0cm．電源電動勢E=400V，內(nèi)電阻r=20Ω，電阻R1=1980Ω．閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球（可視為質(zhì)點）從B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達A板．若小球所帶電荷量q=1.0×10-7C，質(zhì)量m=2.0×10-4kg，不考慮空氣阻力，忽略射入小球?qū)﹄娐返挠绊?，取g=10m/s2．求：（1）A、B兩金屬板間的電壓的大小U；（2）滑動變阻器消耗的電功率P；（3）電源的效率η．【答案】（1）U=200V（2）20W（3）【解析】【詳解】（1）小球從B板上的小孔射入恰好到達A板的過程中，在電場力和重力作用下做勻減速直線運動，設(shè)A、B兩極板間電壓為U，根據(jù)動能定理有：，解得：U=200V．（2）設(shè)此時滑動變阻器接入電路中的電阻值為R，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流，而U=IR，解得：R=2×103Ω滑動變阻器消耗的電功率．（3）電源的效率．【點睛】本題電場與電路的綜合應(yīng)用，小球在電場中做勻減速運動，由動能定理求電壓．根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，由歐姆定律求變阻器接入電路的電阻．4．如圖所示，電源的電動勢為10V，內(nèi)阻為1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF求：（1）閉合電鍵S，穩(wěn)定后通過電阻R2的電流．（2）再將電鍵S斷開，再次穩(wěn)定后通過電阻R1的電荷量．【答案】（1）1A（2）1.2×10﹣4C【解析】【詳解】（1）閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后電容器相當(dāng)于開關(guān)斷開，根據(jù)全電路歐姆定律得：

（2）閉合開關(guān)S時，電容器兩端的電壓即R2兩端的電壓，為：U2=IR2=1×6V=6V開關(guān)S斷開后，電容器兩端的電壓等于電源的電動勢，為E=10V，則通過R1的電荷量為：Q=C（E-U2）=3×10-5×（10-6）C=1.2×10-4C5．如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3為滑動變阻器．當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的．計算：（1）定值電阻R2的阻值；（2）滑動變阻器的最大阻值；（3）電源的電動勢和內(nèi)阻．【答案】（1）5Ω（2）300Ω（3）20V；20Ω【解析】【詳解】（1）當(dāng)R3的滑片滑到最右端時，R3、R1均被短路，此時外電路電阻等于R2，且對應(yīng)于圖線上B點，故由B點的U、I值可求出R2的阻值為：（2）滑動變阻器的滑片置于最左端時，R3阻值最大．設(shè)此時外電路總電阻為R，由圖像中A點坐標(biāo)求出：代入數(shù)據(jù)解得滑動變阻器最大阻值（3）由閉合電路歐姆定律得：將圖像中A、B兩點的電壓和電流代入得：解得6．如圖所示的電路中，電阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，電源內(nèi)電阻r=1Ω，閉合開關(guān)S，理想電流表的示數(shù)I2=0.4A．求：（1）電阻R3兩端的電壓U3；（2）流過電阻R1的電流I1的大??；（3）電源的總功率P．【答案】（1）6.0V（2）0.6A（3）7.2W【解析】【詳解】（1）電阻R3兩端有電壓為（V）（2）通過電阻R3的電流大?。篈流過電阻R1的電流大小為：I1=I2+I3=0.4+0.2=0.6A（3）電源的電動勢為：V電源的總功率為P=I1E=7.2W或=7.2W7．如圖所示的電路中，電源電動勢Ed＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，一定值電阻R0＝9.0Ω，變阻箱阻值在0﹣99.99Ω范圍。一平行板電容器水平放置，電容器極板長L＝100cm，板間距離d＝40cm，重力加速度g＝10m/s2，此時，將變阻箱阻值調(diào)到R1＝2.0Ω，一帶電小球以v0＝10m/s的速度從左端沿中線水平射入電容器，并沿直線水平穿過電容器。求：（1）變阻箱阻值R1＝2.0Ω時，R0的電功率是多少？（2）變阻箱阻值R1＝2.0Ω時，若電容器的電容C＝2μF，則此時電容器極板上帶電量多大？（3）保持帶電小球以v0＝10m/s的速度從左端沿中線水平射入電容器，變阻箱阻值調(diào)到何值時，帶電小球剛好從上極板右端邊緣射出？【答案】（1）2.25W（2）2×10﹣6C（3）50Ω【解析】【詳解】（1）當(dāng)R1＝2.0Ω時，閉合回路電流I為：代入數(shù)據(jù)解得：I＝0.5A所以PR0＝I2R0＝0.52×9＝2.25W；(2)當(dāng)R1＝2.0Ω時，UR1＝IR1＝1V由Q＝CU＝2×10﹣6C；(3)當(dāng)R1＝2.0Ω時，則：Mg＝qE電路中分壓關(guān)系，則有：調(diào)節(jié)變阻箱阻值到，使得帶電小球剛好從上極板邊緣射出，則：qE2﹣Mg＝Ma且又水平向：L＝vot由以上各工，代入數(shù)值得＝50Ω。8．如圖，在平行傾斜固定的導(dǎo)軌上端接入電動勢E＝50V，內(nèi)阻r＝1Ω的電源和滑動變阻器R，導(dǎo)軌的寬度d＝0.2m，傾角θ=37°．質(zhì)量m＝0.11kg的細桿ab垂直置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，整個裝置處在豎直向下的磁感應(yīng)強度B＝2.2T的勻強磁場中，導(dǎo)軌與桿的電阻不計．現(xiàn)調(diào)節(jié)R使桿ab靜止不動．sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：（1）桿ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2；（2）滑動變阻器R有效電阻的取值范圍．【答案】（1），；（2）【解析】【詳解】（1）由題意知：當(dāng)棒具有向下的運動趨勢時所受安培力最小，由物體平衡條件有代入數(shù)據(jù)解得最小安培力．當(dāng)棒具有向上的運動趨勢時所受安培力最大，由物體平衡條件有：代入數(shù)據(jù)解得最大安培力．（2）設(shè)導(dǎo)體棒所受安培力為、時對應(yīng)R的阻值為和，則有代入數(shù)據(jù)解得，；則滑動變阻器R有效電阻的取值范圍為．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??；（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，；（2），；（3），?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）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。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，由可知，電路中的電流增大，因R1為定值電阻，則其兩端的電壓滿足成正比關(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：；（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：聯(lián)立可得：；；（3）根據(jù)電源的效率為：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：則最大效率為：電源的輸出功率為：故理論上當(dāng)時，即，電源的輸出功率最大，此時滑片在最左端，。10．如圖所示，電源電動勢E=8V，內(nèi)阻r=10Ω，R1=20Ω,R2=30Ω,電容器兩極板間距d=0.1m。當(dāng)電鍵閉合時，一質(zhì)量m=2×10-3kg的帶電液滴恰好靜止在兩極板中間。取重力加速度g=10m/s2，求：（1）帶電液滴所帶電荷量的大小q以及電性；（2）斷開電鍵，電容器充放電時間忽略不計，液滴運動到某一極板處需要經(jīng)過多長時間？【答案】（1）5×10-4C，帶正電；（2）0.1s?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）電鍵閉合時，兩板間電壓U1：液滴保持靜止：解得：q=5×10-4C，帶正電（2）電鍵斷開時，兩板間電壓：U2=E=8V液滴向上做勻加速運動，加速度a：解得：t=0.1s11．如圖所示，電源的電動勢E=80V，內(nèi)電阻，，為電阻箱。求：（1）當(dāng)電阻箱阻值為多大時，電阻消耗的功率最大？（2）當(dāng)電阻箱阻值為多大時，電阻箱消耗的功率最大？（3）當(dāng)電阻箱阻值為14Ω時，電源輸出功率為多少？此時電源效率為多少？【答案】（1）0Ω（2）6Ω（3）256W；80%【解析】【詳解】（1）由可知I最大時R1功率最大，又由可知：當(dāng)R2=0時R1消耗功率最大。（2）設(shè)R2消耗的電功率為P1，則由數(shù)學(xué)知識可知，分母最小時分?jǐn)?shù)值越大，因當(dāng)且僅當(dāng)取“=”，此時R2消耗的電功率最大，則；（3）設(shè)電源的輸出功率為，則：電源的效率為12．如圖所示的電路中，電源電動勢E=10V，電阻R1=2.5Ω，R2=3Ω，當(dāng)電阻箱Rx調(diào)到3Ω時，理想電流表的示數(shù)為2A．求：(1)電源的內(nèi)電阻？(2)調(diào)節(jié)電