高中物理部分电路欧姆定律练习题及答案

）
l12 d
，
当光束穿过 b 时，R2=2000Ω，代入数据解得:
yo=4.8×10-3m
由此可见，
y1＜ 1 d， 2
电子通过电容器 C，做匀速直线运动，打在荧光屏上 O 上方 y 处．根据三角形相似关系可 得
代入数值可得:
l1
yo 2
y
l1 2
l2
y= 2.4 102 m
(3) 当光束穿过 a 时，R2=1000Ω，代入数据解得 y=8×10-3m
【答案】（1） I neSv
【解析】
（2）见解析
（3）电阻率
2m ne2t0
为定值，与电压无关．
（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=Svt 所以 q=Svnet
根据电流的定义，得： I q =neSv t
（2）a．如图所示，根据电场强度和电势差的关系， E U U l vt
6．如图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器最大值 R3＝5 Ω，则当滑动触头从 a 滑到 b 的过程中，电流表示数的最小值为多少？
【答案】2A 【解析】 【分析】
【详解】
设触头上部分电阻为 xΩ，则下部分为（5-x）Ω，总电阻
2 x (8 x) 2 x (8 x)
R
2 x8 x
10
V=5.4V
(2) 设电场强度大小为 E′
E′= U1 ， d
电子在极板间穿行时加速度大小为 a，穿过 C 的时间为 t，偏转的距离为 yo ． 根据牛顿第二定律得：
电子做类平抛运动，则有：
a= eE = eU m md
联立得：

l1=v0t，
yo= 1 at2， 2
eE yo= 2mv02
（ R1 R1 R2
E＝U＋（I+ ） (RA＋r) 代入数据有 U＝1.5－0.75I 作电压与电流的关系图线，如图所示：
交点所对应的电压 U＝0.75 V(0.73 V～0.77 V 均算正确) 电流 I＝1 A(0.96 A～1.04 A 均算正确) 则灯泡的实际功率 P＝UI＝0.75 W(0.70 W～0.80 W 均算正确)
线如图所示，求：
（1）设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为 300K ，求正常发光条件下灯丝的温度。 （2）将一定值电阻与灯泡串联后接到 20V 电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为
多大？
【答案】（1） 2400K （2） 5.33
【解析】
【详解】
（1）设灯泡的电阻为 R kT ，当电压为 0 时有，温度为室温T1 300K
2．在如图甲所示电路中，已知电源的电动势 E＝6 V、 内阻 r＝1 Ω，A、B 两个定值电阻的 阻值分别为 RA＝2 Ω 和 RB＝1 Ω，小灯泡的 U－I 图线如图乙所示，求小灯泡的实际电功率 和电源的总功率分别为多少？
【答案】0.75 W(0.70 W～0.80 W 均算正确)；10.5 W(10.1 W～10.9 W 均算正确) 【解析】 【详解】 设小灯泡两端电压为 U，电流为 I，由闭合电路欧姆定律有
R1 kT1 1
当灯泡为额定功率时，为度为T2 ，电阻为
联立解得
R2 kT2 8
T2 2400K
（2）灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为
I U2 1.5A R2
故电阻的阻值为
R U U2 20 12 5.33
该先求出导线中的恒定电场的场强，即 E＝ U ，设导体中全部电荷为 q 后，再求出电场力 l
做的功W qEvt q U vt ，将 q 代换之后，小红没有得出 W＝UIt 的结果． l
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
【解析】
【详解】
（1）电压表满偏时，由欧姆定律公式可知：
解得：
U=Ig（R+Rg）
R=2500Ω 即与表头串联一个 2500Ω 的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
（2）电流表满偏时，由欧姆定律公式可知：
解得：
IgRg=（I﹣Ig）r
R≈0.83Ω 即与表头并联一个 0.83Ω 的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
【答案】(1) 5.4V (2) 2.4 102 m
(3)
【解析】
【分析】
由题意可知综合考查闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律和类平抛运动，根据欧姆定律、类
平抛运动及运动学公式计算可得。
【详解】
解：(1) 设电容器 C 两极板间的电压为 U1，
U1=
R1
R1 R2
E=
27 500 500+2000
1
2
3
4
5
6
U(V)
0.00
0.45
0.91
1.50
1.79
2.71
I(mA)
0.00
0.30
0.60
1.00
1.20
1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值 RB＝______Ω. 结合题图可知待测磁场的磁感应强度 B＝______T.
(3)试结合题图简要回答，磁感应强度 B 在 0～0.2 T 和 0.4～1.0 T 范围内磁敏电阻阻值的变 化规律有何不同？ ________________________________________________________________________. (4)某同学在查阅相关资料时看到了图所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特 性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论？ ___________________________________________________________________________. 【答案】（1）见解析图 （2）1500；0.90 （3）在 0～0.2T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在
j
ll
l tS
（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 t0，碰后电子立刻停止运动．
根据动量定理由
eU l
t0
mv
0
，得 v
Uet0 ml
电子定向移动的平均速率为 v 0 v Uet0 2 2ml
根据电流得微观表达式 I neSv neS Uet0 ne2USt0 2ml 2ml
5．有一个表头，其满偏电流 Ig=1mA，内阻 Rg=500Ω．求： （1）如何将该表头改装成量程 U=3V 的电压表？
（2）如何将该表头改装成量程 I=0.6A 的电流表？
【答案】（1）与表头串联一个 2500Ω 的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行
刻度。
（2）与表头并联一个 0.83Ω 的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，并在图中的虚线框内画出实验电路原 理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为 0.6～1.0 T，不考虑磁场 对电路其他部分的影响)．要求误差较小．提供的器材如下： A．磁敏电阻，无磁场时阻值 R0＝150 Ω B．滑动变阻器 R，总电阻约为 20 Ω C．电流表 A，量程 2.5 mA，内阻约 30 Ω D．电压表 V，量程 3 V，内阻约 3 kΩ E．直流电源 E，电动势 3 V，内阻不计 F．开关 S，导线若干 (2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
电源的总功率 P 总＝E（I+ ）＝10.5 W(10.1 W～10.9 W 均算正确)
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
所以在 ts 内，恒定电场对自由电荷的静电力做功W qEl qEvt q U vt qU vt
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： j q St
根据电阻定律： R l S
又因为 l vt
所以： U
IR
q t
l S
q
由此可见，y＞ d，电子不能通过电容器 C。当光束穿过 C 时，R2=4500 同理可求得:
y=1.2 10-2 m
【点睛】 根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，从而得出 R1 两端的电势差，即电容器两极板间的 电势差。 根据电容器两端间的电势差求出电场强度的大小，根据类平抛运动的规律求出离 开偏转电场的竖直距离，离开电场后做匀速直线运动，结合竖直方向上的分速度，根据等 时性求出匀速直线运动的竖直距离，从而得出电子到达光屏离 O 点的距离。
由数学知识可知当 2+x=8-x 时，即 x=3Ω 时，R 最大，此时 Rmax= 5 5 Ω=2.5Ω 10
U5 安培表的示数最小 Imin Rmax 2.5 A 2 A ．
【点睛】
外电路的总电阻与局部电路电阻的变化是一致的，当局部电阻增大时，总电阻也增大，本
题就根据这个特点进行分析．
7．用一个标有额定电压为12V 的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图