高考物理闭合电路的欧姆定律技巧(很有用)及练习题及解析

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高考物理闭合电路的欧姆定律技巧和方法完整版及练习题含解析

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高考物理闭合电路的欧姆定律技巧和方法完整版及练习题含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示的电路中,两平行金属板A 、B 水平放置,两板间的距离d =40 cm 。

电源电动势E =24 V ,内电阻r =1 Ω,电阻R =15 Ω。

闭合开关S ,待电路稳定后,将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入两板间,小球恰能到达A 板。

若小球带电荷量为q =1×10-2 C ,质量为m =2×10-2 kg ,不考虑空气阻力,取g =10 m/s 2。

求: (1)A 、B 两板间的电压U ; (2)滑动变阻器接入电路的阻值R P ; (3)电源的输出功率P 。

【答案】(1)8V ;(2)8Ω;(3)23W 【解析】 【详解】(1)对小球从B 到A 的过程,由动能定理:2102qU mgd mv --=- 解得:U =8V(2)由欧姆定律有: E UI R r-=+ PU I R 电流为:=解得:8P R =Ω(3)根据电功率公式有:()2pP I R R =+解得:P 23W =2.如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L ,导轨的两端 分别与电源(串有一滑动变阻器 R )、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K 相连.整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B .一质量为m ,电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上.已知电源电动势为E ,内阻为r ,电容器的电容为C ,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻.(1)当K 接1时,金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大?(2)当 K 接 2 后,金属棒 ab 从静止开始下落,下落距离 s 时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落 s 的过程中所需的时间为多少?(3) ab 达到稳定速度后,将开关 K 突然接到3,试通过推导,说明 ab 作何种性质的运动?求 ab 再下落距离 s 时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器没有被击穿)【答案】(1)EBL r mg -(2)44220220B L s m gR mgR B L +(3)匀加速直线运动 2222mgsCB L m cB L +【解析】 【详解】(1)金属棒ab 在磁场中恰好保持静止,由BIL=mgE I R r=+ 得 EBLR r mg=- (2)由 220B L vmg R =得 022mgR v B L =由动量定理,得mgt BILt mv -= 其中0BLsq It R ==得4422220B L s m gR t mgR B L+= (3)K 接3后的充电电流q C U CBL v v I CBL CBLa t t t t∆∆∆∆=====∆∆∆∆ mg-BIL=ma 得22mga m CB L =+=常数所以ab 棒的运动性质是“匀加速直线运动”,电流是恒定的. v 22-v 2=2as根据能量转化与守恒得 22211()22E mgs mv mv ∆=--解得:2222mgsCB L E m cB L∆=+ 【点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合,关键要会推导加速度的表达式,通过分析棒的受力情况,确定其运动情况.3.如图所示,电源的电动势110V E =,电阻121R =Ω,电动机绕组的电阻0.5R =Ω,开关1S 始终闭合.当开关2S 断开时,电阻1R 的电功率是525W ;当开关2S 闭合时,电阻1R 的电功率是336W ,求:(1)电源的内电阻r ;(2)开关2S 闭合时电动机的效率。

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

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高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图(1)所示 ,线圈匝数n =200匝,直径d 1=40cm ,电阻r =2Ω,线圈与阻值R =6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2=20cm 的有界圆形匀强磁场,磁感应强度按图(2)所示规律变化,试求:(保留两位有效数字)(1)通过电阻R 的电流方向和大小;(2)电压表的示数.【答案】(1)电流的方向为B A →;7.9A ; (2)47V【解析】【分析】【详解】(1)由楞次定律得电流的方向为B A →由法拉第电磁感应定律得B E n n S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9E I A R r==+ (2)电阻R 两端的电压为U=IR=47V2.手电筒里的两节干电池(串联)用久了,灯泡发出的光会变暗,这时我们会以为电池没电了。

但有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。

设一节新电池的电动势E 1=1.5V ,内阻r 1=0.3Ω;一节旧电池的电动势E 2=1.2V ,内阻r 2=4.3Ω。

手电筒使用的小灯泡的电阻R =4.4Ω。

求:(1)当使用两节新电池时,灯泡两端的电压;(2)当使用新、旧电池混装时,灯泡两端的电压及旧电池的内阻r 2上的电压;(3)根据上面的计算结果,分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。

【答案】(1)2.64V ;(2)1.29V ;(3)不妥当。

因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2(或其消耗的电压大于其提供的电压),灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时,电流 11A 2=20.6E I R r =+ 灯泡两端的电压 2.64V U IR ==(2)一新、一旧电池串联时,电流12120.3A =E E I R r r =+'++ 灯泡两端的电压 1.32V U I R '='=旧电池的内阻r 2上的电压2 1.29V r U I r ='=(3)不妥当。

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

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高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(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,R 为电阻箱,V 为理想电压表.当电阻箱读数为R 1=2Ω时,电压表读数为U 1=4V ;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=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P m 为多少? 【答案】(1)E =6 V r =1 Ω (2)当R=r =1 Ω时,P m =9 W 【解析】 【详解】(1)由闭合电路欧姆定律E U Ir =+得:111U E U r R =+,代入得44422E r =+=+①, 222U E U r R =+,代入得:5555E r r =+=+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:22226()92441m E E P I R r W W r r =====⨯;2.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0.1100V=50V 0.2E nt ∆Φ==⨯∆ 由闭合电路欧姆定律得,通过电热器的电流50A=0.05A 10990E I R r ==++3.如图所示,电路中电阻R 10=Ω,电源的内电阻2r =Ω,灯泡L 上标有“3V 0.25A”的字样,闭合开关S ,灯泡正常发光.求:(1)灯泡的功率; (2)电源的电动势; (3)电源的总功率;【答案】(1) 0.75W (2) 6V (3) 1.5W 【解析】 【详解】(1)由题知,灯泡正常发光,则灯泡的电压为 U=3V ,电流为 I=0.25A 所以灯泡的功率为 P=UI=0.75W (2)由闭合电路欧姆定律得:电源的电动势 E=U+I (R+r )=3+0.25×(10+2)=6V (3)电源的总功率:P=IE=0.25×6W=0.5W.4.如图所示,电源电动势E =30 V ,内阻r =1 Ω,电阻R 1=4 Ω,R 2=10 Ω.两正对的平行金属板长L =0.2 m ,两板间的距离d =0.1 m .闭合开关S 后,一质量m =5×10﹣8kg ,电荷量q =+4×10﹣6C 的粒子以平行于两板且大小为 =5×102m/s 的初速度从两板的正中间射入,求粒子在两平行金属板间运动的过程中沿垂直于板方向发生的位移大小?(不考虑粒子的重力)【答案】【解析】根据闭合电路欧姆定律,有:电场强度:粒子做类似平抛运动,根据分运动公式,有:L=v 0ty=at 2 其中:联立解得:点睛:本题是简单的力电综合问题,关键是明确电路结构和粒子的运动规律,然后根据闭合电路欧姆定律和类似平抛运动的分运动公式列式求解.5.如图所示,电路由一个电动势为E 、内电阻为r 的电源和一个滑动变阻器R 组成。

高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析

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高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(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.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V ,电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。

车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A ;电动机启动的瞬间,电流表示数达到70A 。

求:(1)电动机未启动时车灯的功率。

(2)电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。

(忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化)【答案】(1)120W ;(2)67.5W【解析】【分析】【详解】(1) 电动机未启动时12V U E Ir =-=120W P UI ==(2)电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻'1.2U R I==Ω 267.5W RU P ''== 电源电动势不变,电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小,回路电流增大,内电路分得电压增大,外电路电压减小,所以车灯电功率减小。

2.如图所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A 、B 间的距离为d ,金属板长为L ,在两金属板左端正中间位置M ,有一个小液滴以初速度v 0水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为m ,带负电,电荷量为q .要使液滴从B 板右侧边缘射出电场,电动势E 是多大?(重力加速度用g 表示)【答案】220222md v mgd E qL q =+ 【解析】【详解】由闭合电路欧姆定律得2E E I R R R==+ 两金属板间电压为U BA =IR =2E 由牛顿第二定律得q BA U d-mg =ma 液滴在电场中做类平抛运动,有L =v 0t 21 22dat = 联立解得220222md v mgd E qL q=+ 【点睛】题是电路与电场两部分知识的综合,关键是确定电容器的电压与电动势的关系,掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律.3.某实验小组设计了如图所示的欧姆表电路,通过调控电键S 和调节电阻箱2R ,可使欧姆表具有“1⨯”和“10⨯”两种倍率。

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)

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高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示的电路中,当开关S 接a 点时,标有“5V ,2.5W”的小灯泡正常发光,当开关S 接b 点时,标有“4V ,4W”的电动机正常工作.求电源的电动势和内阻.【答案】6V ,2Ω 【解析】 【详解】当开关接a 时,电路中的电流为I 1=11PU =2.55A=0.5A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 1+I 1r当开关接b 时,电路中的电流为I 2=22P U =44A=1A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 2+I 2r联立解得E =6V r =2Ω.2.如图所示,水平U 形光滑框架,宽度1L m =,电阻忽略不计,导体棒ab 的质量0.2m kg =,电阻0.5R =Ω,匀强磁场的磁感应强度0.2B T =,方向垂直框架向上.现用1F N =的拉力由静止开始向右拉ab 棒,当ab 棒的速度达到2/m s 时,求此时:()1ab 棒产生的感应电动势的大小; ()2ab 棒产生的感应电流的大小和方向; ()3ab 棒所受安培力的大小和方向; ()4ab 棒的加速度的大小.【答案】(1)0.4V (2)0.8A 从a 流向b (3)0.16N 水平向左 (4)24.2/m s 【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)根据切割产生的感应电动势公式E=BLv ,求出电动势的大小.(2)由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小,由右手定则判断电流的方向.(3)由安培力公式求出安培力的大小,由左手定则判断出安培力的方向.(4)根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度.(1)根据导体棒切割磁感线的电动势0.2120.4E BLv V V ==⨯⨯= (2)由闭合电路欧姆定律得回路电流0.40.80.5E I A A R ===,由右手定则可知电流方向为:从a 流向b(3)ab 受安培力0.20.810.16F BIL N N ==⨯⨯=,由左手定则可知安培力方向为:水平向左(4)根据牛顿第二定律有:F F ma -=安,得ab 杆的加速度2210.16/ 4.2/0.2F F a m s m s m安--===3.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。

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高考物理闭合电路的欧姆定律技巧和方法完整版及练习题及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.手电筒里的两节干电池(串联)用久了,灯泡发出的光会变暗,这时我们会以为电池没电了。

但有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。

设一节新电池的电动势E 1=1.5V ,内阻r 1=0.3Ω;一节旧电池的电动势E 2=1.2V ,内阻r 2=4.3Ω。

手电筒使用的小灯泡的电阻R =4.4Ω。

求: (1)当使用两节新电池时,灯泡两端的电压;(2)当使用新、旧电池混装时,灯泡两端的电压及旧电池的内阻r 2上的电压; (3)根据上面的计算结果,分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。

【答案】(1)2.64V ;(2)1.29V ;(3)不妥当。

因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2(或其消耗的电压大于其提供的电压),灯泡的电压变小 【解析】 【分析】 【详解】(1)两节新电池串联时,电流11A 2=20.6E I R r =+ 灯泡两端的电压2.64V U IR ==(2)一新、一旧电池串联时,电流12120.3A =E E I R r r =+'++灯泡两端的电压1.32V U I R '='=旧电池的内阻r 2上的电压2 1.29V r U I r ='=(3)不妥当。

因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2(或其消耗的电压大于其提供的电压),灯泡的电压变小。

2.如图所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A 、B 间的距离为d ,金属板长为L ,在两金属板左端正中间位置M ,有一个小液滴以初速度v 0水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为m ,带负电,电荷量为q .要使液滴从B 板右侧边缘射出电场,电动势E 是多大?(重力加速度用g 表示)【答案】220222md v mgdE qL q=+ 【解析】 【详解】由闭合电路欧姆定律得2E EI R R R ==+ 两金属板间电压为U BA =IR =2E 由牛顿第二定律得qBAU d-mg =ma 液滴在电场中做类平抛运动,有L =v 0t 21 22d at =联立解得220222md v mgdE qL q=+ 【点睛】题是电路与电场两部分知识的综合,关键是确定电容器的电压与电动势的关系,掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律.3.如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L ,导轨的两端 分别与电源(串有一滑动变阻器 R )、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K 相连.整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B .一质量为m ,电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上.已知电源电动势为E ,内阻为r ,电容器的电容为C ,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻.(1)当K 接1时,金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大?(2)当 K 接 2 后,金属棒 ab 从静止开始下落,下落距离 s 时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落 s 的过程中所需的时间为多少?(3) ab 达到稳定速度后,将开关 K 突然接到3,试通过推导,说明 ab 作何种性质的运动?求 ab 再下落距离 s 时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器没有被击穿)【答案】(1)EBL r mg -(2)44220220B L s m gR mgR B L +(3)匀加速直线运动 2222mgsCB L m cB L +【解析】 【详解】(1)金属棒ab 在磁场中恰好保持静止,由BIL=mgE I R r=+ 得 EBLR r mg=- (2)由 220B L vmg R =得 022mgR v B L =由动量定理,得mgt BILt mv -= 其中0BLsq It R ==得4422220B L s m gR t mgR B L+= (3)K 接3后的充电电流q C U CBL v v I CBL CBLa t t t t∆∆∆∆=====∆∆∆∆ mg-BIL=ma 得22mga m CB L =+=常数所以ab 棒的运动性质是“匀加速直线运动”,电流是恒定的. v 22-v 2=2as根据能量转化与守恒得 22211()22E mgs mv mv ∆=--解得:2222mgsCB L E m cB L∆=+ 【点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合,关键要会推导加速度的表达式,通过分析棒的受力情况,确定其运动情况.4.在如图所示的电路中,电源电动势E =3.0 V ,内电阻r =1.0 Ω;电阻R 1=10 Ω,R 2=10 Ω,R 3=35 Ω;电容器的电容C=1000 μF ,电容器原来不带电。

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高考物理闭合电路的欧姆定律技巧和方法完整版及练习题含解析一、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 )2.如图所示,R 1=R 3=2R 2=2R 4,电键S 闭合时,间距为d 的平行板电容器C 的正中间有一质量为m ,带电量为q 的小球恰好处于静止状态;现将电键S 断开,小球将向电容器某一个极板运动。

若不计电源内阻,求: (1)电源的电动势大小;(2)小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。

【答案】(1)2mgdE q=(2)03gd v =【解析】 【详解】(1)电键S 闭合时,R 1、R 3并联与R 4串联,(R 2中没有电流通过)U C =U 4=12E 对带电小球有:2C qU qEmg d d==得:2mgdE q=(2)电键S 断开后,R 1、R 4串联,则233CE mgd U q==' 小球向下运动与下极板相碰前瞬间,由动能定理得21222C U d mg q mv ⋅-⋅='解得:03gdv =3.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d =40 cm 。

电源电动势E =24 V ,内电阻r =1 Ω,电阻R =15 Ω。

闭合开关S ,待电路稳定后,将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入两板间,小球恰能到达A 板。

若小球带电荷量为q =1×10-2 C ,质量为m =2×10-2 kg ,不考虑空气阻力,取g =10 m/s 2。

求: (1)A 、B 两板间的电压U ; (2)滑动变阻器接入电路的阻值R P ; (3)电源的输出功率P 。

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高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图(1)所示 ,线圈匝数n =200匝,直径d 1=40cm ,电阻r =2Ω,线圈与阻值R =6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2=20cm 的有界圆形匀强磁场,磁感应强度按图(2)所示规律变化,试求:(保留两位有效数字)(1)通过电阻R 的电流方向和大小; (2)电压表的示数.【答案】(1)电流的方向为B A →;7.9A ; (2)47V 【解析】 【分析】 【详解】(1)由楞次定律得电流的方向为B A → 由法拉第电磁感应定律得B E nn S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9EI A R r==+ (2)电阻R 两端的电压为U=IR=47V2.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V ,电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。

车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A ;电动机启动的瞬间,电流表示数达到70A 。

求: (1)电动机未启动时车灯的功率。

(2)电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。

(忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化)【答案】(1)120W ;(2)67.5W 【解析】 【分析】 【详解】(1) 电动机未启动时12V U E Ir =-= 120W P UI ==(2)电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻' 1.2UR I ==Ω267.5W RU P ''==电源电动势不变,电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小,回路电流增大,内电路分得电压增大,外电路电压减小,所以车灯电功率减小。

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高考物理闭合电路的欧姆定律技巧(很有用)及练习题及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路,A 、B 两点间接上一电动势为4V 、内电阻为1Ω的直流电源,三个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF ,电流表内阻不计,求:(1)闭合开关S 后,电容器所带电荷量;(2)断开开关S 后,通过R 2的电荷量。

【答案】(1)6.4×10-5C ;(2)53.210C -⨯【解析】【分析】【详解】(1)当电键S 闭合时,电阻1R 、2R 被短路,据欧姆定律得电流表的读数为34A 0.8A 14E I r R ===++ 电容器所带电荷量 653320100.84C 6.410C Q CU CIR --=⨯⨯⨯=⨯==(2)断开电键后,电容器相当于电源,外电路1R 、2R 并联后与3R 串联,由于各个电阻相等,则通过2R 的电荷量为51 3.210C 2Q Q -==⨯'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.爱护环境,人人有责;改善环境,从我做起;文明乘车,低碳出行。

随着冬季气候的变化,12月6号起,阳泉开始实行机动车单双号限行。

我市的公交和出租车,已基本实现全电动覆盖。

既节约了能源,又保护了环境。

电机驱动的原理,可以定性简化成如图所示的B=T的垂直于平面向里的磁场,电阻为1Ω的导体棒ab垂直放电路。

在水平地面上有5在宽度为0.2m的导体框上。

电源E是用很多工作电压为4V的18650锂电池串联而成的,不计电源内阻及导体框电阻。

接通电源后ab恰可做匀速直线运动,若ab需要克服400N 的阻力做匀速运动,问:(1)按如图所示电路,ab会向左还是向右匀速运动?(2)电源E相当于要用多少节锂电池串联?【答案】(1)向右;(2)100节【解析】【分析】【详解】(1)电流方向由a到b,由左手定则可知导体棒ab受到向右的安培力,所以其向右匀速运动。

(2)ab做匀速运动,安培力与阻力相等,即=400NBIL F=阻解得400I=A则400V U IR ==电源E 相当于要用锂电池串联节数 4001004U n E ===节 4.如图所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A 、B 间的距离为d ,金属板长为L ,在两金属板左端正中间位置M ,有一个小液滴以初速度v 0水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为m ,带负电,电荷量为q .要使液滴从B 板右侧边缘射出电场,电动势E 是多大?(重力加速度用g 表示)【答案】220222md v mgd E qL q=+ 【解析】【详解】 由闭合电路欧姆定律得2E E I R R R==+ 两金属板间电压为U BA =IR =2E 由牛顿第二定律得q BA U d-mg =ma 液滴在电场中做类平抛运动,有L =v 0t 21 22dat = 联立解得220222md v mgd E qL q=+ 【点睛】题是电路与电场两部分知识的综合,关键是确定电容器的电压与电动势的关系,掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律.5.在图中R 1=14Ω,R 2=9Ω.当开关处于位置1时,电流表读数I 1=0.2A ;当开关处于位置2时,电流表读数I 2=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 =I 1(R 1+r )当开关处于位置2时,根据闭合电路欧姆定律得:E =I 2(R 2+r )代入解得:r =1Ω,E =3V答:电源的电动势E =3V ,内电阻r =1Ω.6.如图所示的电路中,电源电动势E d =6V ,内阻r =1Ω,一定值电阻R 0=9.0Ω,变阻箱阻值在0﹣99.99Ω范围。

一平行板电容器水平放置,电容器极板长L =100cm ,板间距离d =40cm ,重力加速度g =10m/s 2,此时,将变阻箱阻值调到R 1=2.0Ω,一带电小球以v 0=10m/s 的速度从左端沿中线水平射入电容器,并沿直线水平穿过电容器。

求: (1)变阻箱阻值R 1=2.0Ω时,R 0的电功率是多少?(2)变阻箱阻值R 1=2.0Ω时,若电容器的电容C =2μF ,则此时电容器极板上带电量多大?(3)保持带电小球以v 0=10m/s 的速度从左端沿中线水平射入电容器,变阻箱阻值调到何值时,带电小球刚好从上极板右端边缘射出?【答案】(1)2.25W (2)2×10﹣6C (3)50Ω【解析】【详解】(1)当R 1=2.0Ω时,闭合回路电流I 为:01d E I R r R =++代入数据解得:I =0.5A所以P R0=I 2R 0=0.52×9=2.25W ;(2)当R 1=2.0Ω时,U R1=IR 1=1V由Q =CU =2×10﹣6C ;(3) 当R 1=2.0Ω时,则:Mg =qE1R U E d= 电路中分压关系,则有: 1110R d R U E R R r=++ 调节变阻箱阻值到'1R ,使得带电小球刚好从上极板边缘射出,则:qE 2﹣Mg =Ma 且''11'10R d R U E R r R =++ '12R U E d= 又2122d at = 水平向:L =v o t 由以上各工,代入数值得'1R =50Ω。

7.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:sE r I =, 解得: 20Ωr =;(2)闭合电路欧姆定律有:E I R r=+,U IR =, 解得: 0.45V U =;(3)由焦耳定律有:2Q I RT =,解得:6.075J Q =。

答:(1)该太阳能电池板的内阻20Ωr =; (2)电阻器两端的电压0.45V U =;(3)通电10分钟,太阳能电池板输送给电阻器的能量 6.075J Q =。

8.如图所示,电源电动势E =8V ,内阻r =10Ω,R 1=20Ω,R 2=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/s 2,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U 1:21124V R U E R R r==++ 液滴保持静止: 1U qmg d= 解得:q =5×10-4C ,带正电(2)电键断开时,两板间电压: U 2=E =8V液滴向上做匀加速运动,加速度a :2U q mg ma d-=2122d at = 解得:t =0.1s9.如图所示,电源电动势E =15V ,内阻r =0.5Ω,电阻R 1=3Ω,R 2=R 3=R 4=8Ω,一电荷量q =+3×10-5C 的小球,用长l =0.1m 的绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的O 点。

电键S 合上后,小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°,已知两板间距d =0.1m ,取重力加速度g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

求:(1)两板间的电场强度的大小;(2)带电小球的质量;(3)现剪断细线,并在此瞬间使小球获得水平向左的初速度,则小球刚好运动到左极板,求小球到达左极板的位置与O 点的距离L 。

【答案】(1)140V/m (2)45.610m kg -=⨯(3)0.16m【解析】【详解】(1)电阻连接后的总外电阻为: 231237ΩR R R R R R =+=+ 干路上的电流: 2A E I R r==+ 平行板电容器两板间电压: 14V U IR ==电场强度:140V/m U E d== (2)由小球的受力情况知: tan θEq mg =解得:45.610kg m -=⨯(3)剪断细线后,在水平方向上做匀减速直线运动21sinθ2l at = Eq a m=竖直方向做自由落体运动: 212h gt =解得: 0.08m h =小球与左板相碰的位置为:cos θ0.16m L h l =+=10.如图所示电路中,电源电动势12E V =,内阻2r =Ω,14R =Ω,26R =Ω,33R =Ω.(1)若在C .D 间连一个理想电流表,其读数是多少?(2)若在C .D 间连一个理想电压表,其读数是多少?【答案】(1)1A ;(2)6V【解析】【分析】【详解】(1)若在C.D 间连一个理想电流表,则电路结构为23R R 、并联后与1R 串联,接到电源上,根据闭合电路欧姆定律得:总电流112 1.5224E I A R R r ===++++并 所以并联部分的电压为:3U R I V 并==所以通过电流表的电流为13313U I A A R ===. (2)若在C.D 间连一个理想电压表,则电路结构为12R R 、串联接到电源上,电压表测量的是2R 的电压:则2212126612E U R V V R R r ==⨯=++. 【点睛】本题中理想电流表看作短路,理想电压表看作断路,认识电路的连接关系是解题的基础.11.在如图所示的电路中,R 1=3Ω,R 2=6Ω,R 3=1.5Ω,C =20μF ,当开关S 断开时,电源的总功率为2W ;当开关S 闭合时,电源的总功率为4W ,求:(1)电源的电动势和内电阻;(2)闭合S 时,电源的输出功率;(3)S 断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少?【答案】(1)4V ,0.5Ω (2)3.5W (3)-5610C ⨯ ,0【解析】【分析】断开S ,R 2、R 3串联,根据闭合电路欧姆定律求解出电流和电功率表达式;S 闭合,R 1、R 2并联再与R 3串联,再次根据闭合电路欧姆定律求解出电流和电功率表达式;最后联立求解;闭合S 时电源的输出功率为P =EI -I 2r ;S 断开时,C 两端电压等于电阻R 2两端电压,求解出电压后根据Q =CU 列式求解.【详解】(1)S 断开,R 2、R 3串联根据闭合电路欧姆定律可得:E I R r=+ 总功率为:227.5E P IE W r===+ S 闭合,R 1、R 2并联再与R 3串联,总外电阻12312 3.5R R R R R R =+=Ω+ 根据闭合电路欧姆定律可得: 3.5E E I R r r='+'=+ 所以总功率为:23.5E P EI r='=+ 联立解得:E =4V ,r =0.5Ω(2)闭合S ,总外电阻R ′=3.5Ω 干路电流为1E I A R r'=+'= 输出功率P 出=EI ′-I ′2r =4×1-1×0.5=3.5W(3)S 断开时,C 两端电压等于电阻R 2两端电压:22224637.57.50.5E U I R R V V r ==⋅=⨯=++可得电量为:Q =CU 2=20×10-6×3=6×10-5C【点睛】本题首先要理清电路结构,然后结合闭合电路欧姆定律和电功率表达式列式分析.12.如图所示的电路中,电源电动势E =10V ,电阻R 1=2.5Ω,R 2=3Ω,当电阻箱R x 调到3Ω时,理想电流表的示数为2 A .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R 2消耗的电功率?【答案】(1)r = 1Ω (2)P 2=6.45W【解析】【分析】可先求出总电阻,应用闭合电路欧姆定律,求出总电流后,即为电流表的读数,当电流表示数为1.6A 时由闭合电路欧姆定律可求出路端电压,再减去R 1两端的电压即为R 2的电压,应用功率公式计算即可。

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