高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题
高中物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题及解析
高中物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示，R 1=R 2=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) 12V E = (2) 7.5V U = 【解析】 【详解】(1)当P 滑到a 端时，21124.5RR R R R R =+=Ω+外 电源输出功率：22111(E P I R R R r==+外外外） 当P 滑到b 端时，1212.5R R R =+=Ω外电源输出功率：22222(E P I R R R r==+'外外外） 得：7.5r =Ω 12V E =(2)当P 滑到b 端时，20.6A EI R r==+'外电压表示数：7.5V U E I r ='=-2．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=47V3．平行导轨P 、Q 相距l ＝1 m ，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M 、N 相距d ＝10 mm ，定值电阻R 1＝R 2＝12 Ω，R 3＝2 Ω，金属棒ab 的电阻r ＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab 沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m ＝1×10－14kg ，电荷量q ＝－1×10－14C 的微粒恰好静止不动．取g ＝10 m /s 2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒定．试求：(1)匀强磁场的方向和MN 两点间的电势差 (2)ab 两端的路端电压； (3)金属棒ab 运动的速度．【答案】(1) 竖直向下；0.1 V (2)0.4 V . (3) 1 m /s .【解析】 【详解】（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M 板带正电．ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab 棒等效于电源，感应电流方向由b →a ，其a 端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下． 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg ＝Eq 又MNU E d＝所以U MN ＝mgdq＝0.1 V （2）由欧姆定律得通过R 3的电流为I ＝3MNU R ＝0.05 A则ab 棒两端的电压为U ab ＝U MN ＋I ×0.5R 1＝0.4 V . （3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势E ＝BLv 由闭合电路欧姆定律得E ＝U ab ＋Ir ＝0.5 V 联立解得v ＝1 m /s .4．爱护环境，人人有责；改善环境，从我做起；文明乘车，低碳出行。
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)
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。
高考物理一轮复习专项训练—闭合电路的欧姆定律(含解析)
高考物理一轮复习专项训练—闭合电路的欧姆定律（含解析）1.(2022·江苏卷·2)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是()A．R1B．R2C．R3D．R42．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是()A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．电压表的示数变小，电流表的示数变小C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变3.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表和电流表的读数都增大，电压表和电流表均为理想电表，则可能出现了下列哪种故障()A．R1短路B．R2短路C．R3短路D．R1断路4.如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，下列说法中正确的是()A．电源的输出功率一定变小B．电压表V1的读数变小，电流表A1的读数变小C．电压表V2的读数变大，电流表A2的读数变小D．电压表V2的读数变小，电流表A2的读数变小5.将一电源与一电阻箱连接成闭合电路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知()A．电源最大输出功率可能大于45 WB．电源内阻等于5 ΩC．电源电动势为45 VD．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%6.(2023·四川内江市第六中学月考)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的U－I图线．将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么()A ．电源a 、b 电动势一样大，b 内阻较大B ．R 接到电源a 上，电路中的电流较小C ．R 接到电源b 上，电源的输出功率较大D ．R 接到电源b 上，电源效率较高7．(2023·江苏淮安市车桥中学高三测试)如图所示电路，电源内阻为r ，两相同灯泡L 1、L 2 电阻均为R ，D 为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表．闭合S 后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动．现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V 1、V 2 示数变化量绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2 ，电流表示数变化量绝对值为ΔI ，则下列说法中错误的是( )A ．两灯泡逐渐变亮B ．油滴将向下运动 C.ΔU 2ΔI＝R ＋r D ．ΔU 2>ΔU 18.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b 是某电阻R 的U －I 图像．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )A ．5.5 ΩB ．7.0 ΩC．12.0 Ω D．12.5 Ω9.(多选)(2023·河南三门峡市外国语高级中学高三检测)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，L为小灯泡，R为滑动变阻器，V为理想电压表．现闭合开关S，将滑动变阻器R的滑动触头P从a端向b端滑动．已知小灯泡电阻和电源内阻相等，则下列说法中正确的是()A．电压表示数先变小后变大B．小灯泡L先变暗后又变亮C．电源的输出功率先变小后变大D．电源的效率先减小后增大10.(2023·河北邯郸市模拟)如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，R0＝3 Ω，R1＝7.5 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，电容器的电容C＝2 μF.开始时开关S处于闭合状态，则下列说法正确的是()A．开关S闭合时，电容器上极板带正电B．开关S闭合时，电容器两极板间电势差是3 VC．将开关S断开，稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10－6 CD．将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10－6 C11．在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值．12.如图所示，电源电动势E＝2 V，内阻r＝1 Ω，电阻R0＝2 Ω，滑动变阻器的阻值范围为0～10 Ω.求滑动变阻器的阻值为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？1．A 2.D 3.A 4.C 5.B 6.A7．B [滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，选项A 正确；总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V 1的示数减小，而L 1两端的电压变大，所以L 2与滑动变阻器部分的电压之和减小，所以V 2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q 不变，则由C ＝Q U ＝εr S4πkd 和E ＝U d 得E ＝4πkQ εr S ，可知E 不变，油滴静止不动，选项B 错误；把L 1的电阻R 看作电源内阻一部分，ΔU 2就是R ＋r 两端电压的增加量，则ΔU 2ΔI ＝R ＋r ，选项C 正确；由闭合电路欧姆定律可得ΔU 1ΔI＝r ，所以ΔU 2>ΔU 1，选项D 正确．]8．A [由闭合电路欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I 1＝0时，E ＝U 1，由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E ＝3.6 V ，组成闭合回路时，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U 2＝2.5 V ，电流为I 2＝0.2 A ，则硅光电池的内阻为r ＝E －U 2I 2＝3.6－2.50.2Ω＝5.5 Ω，故A 正确．]9．BC [由电路结构可知，滑动变阻器R 的滑动触头P 两边的电阻并联，则当P 从a 端向b 端滑动时，电路的总电阻先变大后变小，则干路电流先变小后变大，故小灯泡L 先变暗后又变亮，选项B 正确；由U ＝E －Ir 可知路端电压先变大后变小，即电压表的示数先变大后变小，选项A 错误；因为小灯泡电阻和电源内阻相等，电路的总电阻先变大后变小，结合电源输出功率随外电路电阻变化图像可知，当内、外电阻相等时电源输出功率最大，则电源的输出功率先变小后变大，选项C 正确；电源的效率η＝IUIE ×100%＝R 外R 外＋r×100%＝11＋rR 外×100%，外电路总电阻越大，电源的效率越高，故电源的效率先增大后减小，选项D 错误．] 10．D [开关S 闭合时的等效电路图如图甲所示，电容器C 两端电压等于R 3两端电压U 3，已知电路总电阻R ＝(R 2＋R 3)R 1R 2＋R 3＋R 1＋r ＝4 Ω，由闭合电路欧姆定律可知干路电流I ＝ER ＝1.5 A ，路端电压U ＝E －Ir ＝4.5 V ，则U 3＝R 3R 2＋R 3U ＝1.8 V ，此时电容器所带电荷量Q 1＝CU 3＝3.6×10－6 C ，且上极板带负电，下极板带正电，故A 、B 错误．开关S 断开时的等效电路图如图乙所示，稳定后电容器C 两端电压等于R 2两端电压U 2，此时U 2＝E R 2＋R 3＋r R 2＝3 V ，电容器所带电荷量Q 2＝CU 2＝6×10－6 C ，且上极板带正电，下极板带负电，故通过R 0的电荷量Q ＝Q 1＋Q 2＝9.6×10－6 C ，故C 错误，D 正确．]11．(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率的绝对值等于电源的内阻，则内阻r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝16－40.8－0.2Ω＝20 Ω电源的电动势为E ＝U ＋Ir取电压U 1＝16 V ，电流I 1＝0.2 A ， 代入解得E ＝20 V(2)当滑片P 滑到最右端时，R 1被短路，外电路的电阻最小，电流最大．此时电压U 2＝4 V ，电流I 2＝0.8 A ，则定值电阻R 2＝U 2I 2＝5 Ω(3)当滑片P 滑到最左端时，滑动变阻器阻值最大，外电阻最大，电流最小，此时路端电压U 1＝16 V ， 电流I 1＝0.2 A ，外电路总电阻为R ＝U 1I 1＝80 Ω又R ＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3，代入解得R 3＝300 Ω.12.23 Ω 23W 解析 方法一 由公式P R ＝U 2R，根据闭合电路的欧姆定律，路端电压U ＝E ·R 0R R 0＋R r ＋R 0R R 0＋R ＝ER 0R rR 0＋rR ＋RR 0，所以P R ＝E 2R 02R (rR 0＋rR ＋R 0R )2，代入数据整理得P R＝164R ＋9R ＋12W ，当R ＝23 Ω时，R 上消耗的功率最大，P R max ＝23W.方法二 采用等效电源法分析，把电阻R 0等效到电源的内部，即把电源和电阻R 0看作等效电源，即电动势为E ′＝R 0R 0＋r E 、内阻为r ′＝R 0r R 0＋r 的电源，当R ＝r ′＝R 0r R 0＋r 时，电源对外电路R 的输出功率最大，为P R max ＝E ′24r ′.把数值代入各式得E ′＝R 0R 0＋r E ＝43 V ，r ′＝R 0rR 0＋r ＝23 Ω，所以R ＝23 Ω，P R max ＝E 等24r 等＝23W.。
典型例题闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定理强化训练（全）一：【典型例题】 吴子牛 编，Ω=4R 1，Ω=6R 2，a 、b 两点间的电压是4.8V ，电源输出的功率是37.6W 。
求电源的内电阻和电动势。
［解析］外电路是由21R R 与并联再与3R 串联组成的。
21R R 与并联的总电阻为Ω=Ω+⨯=+⋅=4.26464R R R R R 2121ab a 、b 两点间的电压就是并联电路两端的电压，所以流过干路的电流为 A 2A 4.28.4R U I ab ab ===∵r I P P P P 2E +=+=出内出∴Ω=Ω-=-=6.026.3740I P P r 22E 出电动势V 20V 240I P E E ===［变式1］如图甲所示电路中，Ω===10R R R 321，S 断开时，电压表示数为16V ；S 闭合时，电压表示数为10V 。
若电压表可视为理想的，求：（1）电源电动势和内电阻各为多大？（2）闭合S 前后1R 消耗的功率分别多大？（3）若将原电路改为图乙所示的电路，其他条件不变，则S 断开和闭合时电压表的示数分别为多大？［解析］（1）在图甲中，当断开S 时，3R 中电流可视为零（因理想电压表内阻可视为无限大），3R 两端电压可视为零，故电压表指示的是电源的路端电压。
又此时外电路是21R R 、串联，所以，电路中总电流为：A8.0A 101016R R U I 21=+=+=由闭合电路欧姆定律得：r 8.016Ir U E +=+= ①当闭合S 时，电压表指示的是2R 两端电压，外电路结构是：31R R 与并联，再跟2R 串联，此时电路中总电流为：A 1A 1010R 'U 'I 2===外电路总电阻为：Ω=++=15R R R R R R 23131由)r R ('I E +=得：)r 15('I E += ②联立①②两式，解得E=20V ，r=5Ω。
（2）闭合S 前后，1R 消耗的功率分别为：W 4.6W 108.0R I P 2121=⨯==W5.2W 105.0R )2'I (P 212'1=⨯==（3）若将原电路改为图乙所示电路，则断开S 时，外电路由31R R 、串联组成，电压表指示的是1R 两端的电压，此时总电流为：A8.0A 5101020r R R E I 31=++=++=电压表示数为：V 8V 108.0IR U 11=⨯== 闭合S 时，外电路结构是21R R 、并联再与3R 串联，电压表示数是21R R 、组成的并联电路两端的电压，此情况下，外电路总电阻为：Ω=++=15R R R R R R 32121总电流为：A 1A 51520r R E I =+=+=故电压表示数为：V5V 105.0R 21U 22=⨯==［例题2］如图所示电路中，4321L L L 、、、是四只相同的电灯。
高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案
高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案一、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513.210C 2Q Q -==⨯'2．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=11P U =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.3．如图所示的电路中，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，电阻R 1＝2.0Ω。
电动机正常工作时，电压表的示数U 1＝4.0 V ，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 ＝11U R ＝ 2A (2)电动机两端的电压为U ＝E －Ir －U 1=(12－2×0.5－4.0) V ＝7 V电动机消耗的电功率为P 电＝UI ＝7×2 W ＝14 W电动机的热功率为P 热＝I 2R 0＝22×1 W ＝4 W电动机输出的机械功率P 机＝P 电－P 热＝10 W(3)电源释放的电功率为P 释＝EI ＝12×2 W ＝24 W有用功率P 有＝2122W UI I R +=电源的工作效率=91.7%P P η=有释4．电源的电动势为4.8V 、外电阻为4.0Ω时，路端电压为4.0V 。
高考物理易错题专题三物理闭合电路的欧姆定律(含解析)含解析
高考物理易错题专题三物理闭合电路的欧姆定律(含解析)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，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513.210C 2Q Q -==⨯'2．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=47V3．如图所示电路中，14R =Ω，26R =Ω，30C F μ=，电池的内阻2r =Ω，电动势12E V =．（1）闭合开关S ，求稳定后通过1R 的电流． （2）求将开关断开后流过1R 的总电荷量． 【答案】（1）1A ；（2）41.810C -⨯ 【解析】 【详解】（1）闭合开关S 电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，1R 与2R 串联，由闭合电路的欧姆定律有：12121A 462E I R R r ===++++所以稳定后通过1R 的电流为1A ．（2）闭合开关S 后，电容器两端的电压与2R 的相等，有16V 6V C U =⨯=将开关S 断开后，电容器两端的电压与电源的电动势相等，有'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯4．如图所示电路中，电源电动势E ＝16V ，内电阻r ＝1.0Ω，电阻R 1＝9.0Ω，R 2＝15Ω。
(物理)物理部分电路欧姆定律练习题含答案及解析
（物理）物理部分电路欧姆定律练习题含答案及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示的闭合电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，灯泡A标有“6V，3W”，灯泡B标有“4V，4W”．当开关S闭合时A、B两灯均正常发光．求：R1与R2的阻值分别为多少？【答案】R1与R2的阻值分别为3Ω和2Ω【解析】试题分析：流过及B灯的电流，所以流过A灯的电流，由闭合电路欧姆定律：解得：．考点：闭合电路的欧姆定律【名师点睛】对于直流电路的计算问题，往往先求出局部的电阻，再求出外电路总电阻，根据欧姆定律求出路端电压和总电流，再计算各部分电路的电压和电流．2．如图所示，AB和A′B′是长度均为L＝2 km的两根输电线(1 km电阻值为1 Ω)，若发现在距离A和A′等远的两点C和C′间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻．接入电压为U＝90 V的电源：当电源接在A、A′间时，测得B、B′间电压为U B＝72 V；当电源接在B、B′间时，测得A、A′间电压为U A＝45 V．由此可知A与C相距多远？【答案】L AC＝0.4 km【解析】【分析】【详解】根据题意，将电路变成图甲所示电路，其中R1=R1′，R2=R2′，当AA′接90V，BB′电压为72V，如图乙所示（电压表内阻太大，R2和R′2的作用忽略，丙图同理）此时R1、R1′、R串联，∵在串联电路中电阻和电压成正比，∴R 1：R ：R 1′=9V ：72V ：9V=1：8：1---------------①同理，当BB′接90V ，AA′电压为45V ，如图丙所示，此时R 2、R 2′、R 串联， ∵在串联电路中电阻和电压成正比，∴R 2：R ：R 2′=22.5V ：45V ：22.5V=1：2：1=4：8：4---②联立①②可得：R 1：R 2=1：4由题意，R AB =2km×1 1kmΩ=2Ω=R 1+R 2 ∴R 1=0.4Ω，R 2=1.6Ω AC 相距s=11/R km Ω=0.4km ．【点睛】本题考查了串联电路的电阻、电流特点和欧姆定律的应用；解决本题的关键：一是明白电压表测得是漏电电阻两端的电压，二是知道电路相当于三个串联．3．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S 、长为l 的金属电阻丝，单位体积内有n 个自由电子，每一个电子电量为e ．该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U ，假设自由电子定向移动的速率均为v ． （1）求导线中的电流I ；（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t 内电流做功W 为多少，小红记得老师上课讲过，W ＝UIt ，但是不记得老师是怎样得出W ＝UIt 这个公式的，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即E ＝Ul，设导体中全部电荷为q 后，再求出电场力做的功UW qEvt qvt l==，将q 代换之后，小红没有得出W ＝UIt 的结果． a. 请帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程．b. 为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j ，导线的电阻率为ρ，试证明：Uj lρ=．（3）由于恒定电场的作用，导体内自由电子会发生定向移动，但定向移动的速率远小于自由电子热运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化．金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞．假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0（这个时间由自由电子热运动决定，为一确定值），碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计．请根据以上内容，推导证明金属电阻丝的电阻率与金属丝两端的电压无关．【答案】（1）I neSv=（2）见解析（3）电阻率20 2mne tρ=为定值，与电压无关．【解析】（1）假设在ts内，通过导线横截面的总电量为q，则：q=Vne其中ts内，通过横截面所以电子所占体积V=S v t所以q=S v net根据电流的定义，得：qIt==neS v（2）a．如图所示，根据电场强度和电势差的关系，U UEl vt==所以在ts内，恒定电场对自由电荷的静电力做功UW qEl qEvt q vt qUvt====其中q It=，带入上式得W IUt=b．根据题意，单位时间内，通过单位面积的电荷量，称为电流密度即：qjSt=根据电阻定律：lRSρ=又因为l vt=所以：q lU IR qt S jl l l tSρρρ===⋅=⋅（3）自由电子连续两次与同一个不动粒子碰撞的时间间隔为t 0，碰后电子立刻停止运动．根据动量定理由00Uet mv l ⋅=-，得0Uet v ml= 电子定向移动的平均速率为0022Uet v v ml+== 根据电流得微观表达式20022Uet ne USt I neSv neS ml ml==⋅=根据欧姆定律202U mlR I ne St == 根据电阻定律可知22002S ml S m Rl ne St l ne t ρ==⋅= 故影响电阻率的因素为:单位体积的自由电子数目n,电子在恒定电场中由静止加速的平均速度t 0.4．如图是有两个量程的电压表，当使用a 、b 两个端点时，量程为0-10V ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0-100V 。
高中物理闭合电路的欧姆定律试题(有答案和解析)含解析
高中物理闭合电路的欧姆定律试题(有答案和解析)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，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，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．如图所示，质量m=1 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1 m 的光滑绝缘框架上。
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高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题一、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=11P U =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 =6Vr =2Ω.2．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。
3．如图所示，电路中接一电动势为4V 、内阻为2Ω的直流电源，电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF ，电流表的内阻不计，当电路稳定后，求：（1）电流表的读数（2）电容器所带的电荷量（3）如果断开电源，通过R 2的电荷量【答案】（1）0.4A （2）4.8×10-5C （3）-5=2.4102Q C ⨯ 【解析】【分析】【详解】当电键S 闭合时，电阻1R 、2R 被短路．根据欧姆定律求出流过3R 的电流，即电流表的读数．电容器的电压等于3R 两端的电压，求出电压，再求解电容器的电量．断开电键S 后，电容器通过1R 、2R 放电，1R 、2R 相当并联后与3R 串联．再求解通过2R 的电量． （1）当电键S 闭合时，电阻1R 、2R 被短路．根据欧姆定律得电流表的读数30.4E IA R r==+ （2）电容器所带的电量533 4.810Q CU CIR C -===⨯（3）断开电键S 后，电容器相当于电源，外电路是1R 、2R 相当并联后与3R 串联．由于各个电阻都相等，则通过2R 的电量为51 2.4102Q Q C -==⨯'4．如图所示，在A 、B 两点间接一电动势为4V ，内电阻为1Ω的直流电源，电阻1R 、2R 、3R 的阻值均为4Ω，电容器的电容为30F μ，电流表内阻不计，当电键S 闭合时，求：（1）电流表的读数．（2）电容器所带的电量．（3）断开电键S 后，通过2R 的电量．【答案】（1）0.8A ；（2）59.610C -⨯；（3）54.810C -⨯【解析】试题分析：当电键S 闭合时，电阻1R 、2R 被短路．根据欧姆定律求出流过3R 的电流，即电流表的读数．电容器的电压等于3R 两端的电压，求出电压，再求解电容器的电量．断开电键S 后，电容器通过1R 、2R 放电，1R 、2R 相当并联后与3R 串联．再求解通过2R 的电量．（1）当电键S 闭合时，电阻1R 、2R 被短路．根据欧姆定律得：电流表的读数340.841E I A A R r ===++ （2）电容器所带的电量653330100.849.610Q CU CIR C C --===⨯⨯⨯=⨯（3）断开电键S 后，电容器相当于电源，外电路是1R 、2R 相当并联后与3R 串联．由于各个电阻都相等，则通过2R 的电量为51 4.8102Q Q C -==⨯'5．如图所示的电路中，当S 闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V 和0.4A ．当S 断开时，它们的示数各改变0.1V 和0.1A ，求电源的电动势和内电阻．【答案】E ＝2 V ，r ＝1 Ω【解析】试题分析：当S 闭合时，R 1、R 2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U 1＝E －I 1r 即E ＝1．6＋0．4r ，①当S 断开时，只有R 1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U 2＝E －I 2r ，即E ＝（1．6＋0．1）＋（0．4－0．1）r ，②由①②得：E ＝2 V ，r ＝1 Ω．考点：闭合电路欧姆定律【名师点睛】求解电源的电动势和内阻，常常根据两种情况由闭合电路欧姆定律列方程组求解，所以要牢记闭合电路欧姆定律的不同表达形式．6．如图所示，电源电动势E ＝27 V ，内阻r ＝2 Ω，固定电阻R 2＝4 Ω，R 1为光敏电阻．C 为平行板电容器，其电容C ＝3pF ，虚线到两极板距离相等，极板长L ＝0.2 m ，间距d ＝1.0×10－2 m ．P 为一圆盘，由形状相同透光率不同的二个扇形a 、b 构成，它可绕AA′轴转动．当细光束通过扇形a 、b 照射光敏电阻R 1时，R 1的阻值分别为12 Ω、3 Ω.有带电量为q ＝－1.0×10－4 C 微粒沿图中虚线以速度v 0＝10 m/s 连续射入C 的电场中．假设照在R 1上的光强发生变化时R 1阻值立即有相应的改变．重力加速度为g ＝10 m/s 2.(1)求细光束通过a 照射到R 1上时，电容器所带的电量；(2)细光束通过a 照射到R 1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，求细光束通过b 照射到R 1上时带电微粒能否从C 的电场中射出．【答案】（1）111.810C Q -=⨯（2）带电粒子能从C 的电场中射出【解析】【分析】由闭合电路欧姆定律求出电路中电流，再由欧姆定律求出电容器的电压，即可由Q=CU 求其电量；细光束通过a 照射到R 1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，电场力与重力二力平衡．细光束通过b 照射到R 1上时，根据牛顿第二定律求粒子的加速度，由类平抛运动分位移规律分析微粒能否从C 的电场中射出．【详解】（1）由闭合电路欧姆定律，得12271.5A 1242EIR R r===++++又电容器板间电压22CU U IR==，得U C=6V设电容器的电量为Q，则Q=CU C解得111.810CQ-=⨯（2）细光束通过a照射时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则有CUmg qd=解得20.610m kg-=⨯细光束通过b照射时，同理可得12CU V'=由牛顿第二定律，得CUq mg mad'-=解得210m/sa=微粒做类平抛运动，得212y at=，ltv=解得20.210m2dy-=⨯<，所以带电粒子能从C的电场中射出．【点睛】本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动，解题的关键是明确带电粒子的受力情况，判断其运动情况，对于类平抛运动，要掌握分运动的规律并能熟练运用．7．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．计算：（1）定值电阻R2的阻值；（2）滑动变阻器的最大阻值；（3）电源的电动势和内阻．【答案】（1）5Ω（2）300Ω （3）20V；20Ω【解析】【详解】（1）当R3的滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：2450.8BBURI==Ω=Ω（2）滑动变阻器的滑片置于最左端时，R3阻值最大．设此时外电路总电阻为R，由图像中A 点坐标求出： 16800.2A A U R I ==Ω=Ω 13213++R R R R R R = 代入数据解得滑动变阻器最大阻值3300R =Ω（3）由闭合电路欧姆定律得：+E U Ir =将图像中A 、B 两点的电压和电流代入得：16+0.2E r =4+0.8E r =解得20V E =20r =Ω8．如图所示电路，已知R 3=4Ω，闭合电键，安培表读数为0.75A ，伏特表读数为2V ，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使安培表读数变为0.8A ，伏特表读数变为3.2 V ，问：（1）哪个电阻发生断路故障？（2）R 1的阻值是多少？ （3）能否求出电源电动势E 和内阻r ？如果能，求出结果；如果不能，说明理由．【答案】（1）R 2被烧断路（2）4Ω（3）只能求出电源电动势E 而不能求出内阻r ，E =4V【解析】【分析】【详解】（1）由于发生故障后，伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是R 2被烧断了．（2）R 2被烧断后，电压表的示数等于电阻R 1两端的电压，则111 3.240.8U R I '==Ω=Ω'.。
（3）第一种情况下，有：电阻R 3两端的电压为：U 3=I 1R 1-U 1=0.75×4-2=1V ，通过电阻R 3的电流为33310.25A 4U I R ===，根据闭合电路欧姆定律得：E =I 1R 1+（I 1+I 3）（R 4+r ） 第二情况下，有E =U 1′+I 1′（R 4+r ）代入可得：E =3+（R 4+r ）E =3.2+0.8（R 4+r ）解得：E =4V ，R 4+r =1Ω，由于R 4未知，故只能求出电源电动势E 而不能求出内阻r 。
【名师点睛】本题闭合电路的欧姆定律的应用以及电路的分析和计算问题，注意解题时要注意有两种情况，根据闭合电路欧姆定律列出两个方程，求解电动势或内阻，是常用的方法；此题同时给了我们一个测量电动势的方法.9．如图所示，合上电键S 1。
当电键S 2闭合时，电流表的示数为0.75A ；当电键S 2断开时，电流表的示数为0.5A ，R 1=R 2=2Ω。
求电源电动势E 和内电阻r 。
【答案】E =1.5V r =1Ω。
【解析】【详解】当电键S 2闭合时，电流表的示数为0.75A ，有： 111()2R E I R r I r =+=+并（）当电键S 2断开时，电流表的示数为0.5A ，有： E =I 2（R 1+r ）代入数据解得E =1.5Vr =1Ω。
10．如图所示的电路中，当开关K 断开时，V 、A 的示数分别为2.1V 和0.5A ，闭合K 后它们的示数变为2V 和0.6A ，求电源的电动势和内电阻？（两表均为理想表）【答案】2.6V ，1Ω【解析】【分析】【详解】解：根据欧姆定律得：11E U I r =+，22E U I r =+代入数据得： 2.10.5E r =+，20.6E r =+解得：E =2.6V ，r =1Ω11．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：电源的电动势E 和内阻r ．【答案】6V ；1Ω【解析】【分析】【详解】根据闭合电路欧姆定律，得当电阻箱读数为12R =Ω时111U E U r R =+ ① 当电阻箱读数为25R =Ω时，222U E U r R =+② 联立上两式得21121221()1U U R R r U R U R -==Ω- 代入①式得6V E =．12．一电源的电动势为6V 、外接电阻R 1＝3.0Ω时，路端电压为4.5V ．求： （1）该电源的内阻多大？（2）如果在外电路再串联一个R 2＝6.0Ω的电阻，流过电源的电流是多大？【答案】（1）该电源的内阻为1.0Ω；（2）如果在外电路再串联一个R 2＝6.0Ω的电阻，流过电源的电流是2.0A 。