高中物理部分电路欧姆定律技巧(很有用)及练习题及解析

高中物理部分电路欧姆定律技巧(很有用)及练习题及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示，电源电动势、内电阻、1R 、2R 均未知，当a 、b 间接入电阻/1R ＝10Ω时，电流表示数为11A I =；当接入电阻/218R =Ω时，电流表示数为20.6A I =．当a 、b 间接入电阻/3R ＝118Ω时，电流表示数为多少？【答案】0.1A 【解析】 【分析】当a 、b 间分别接入电阻R 1′、R 2′、R 3′时，根据闭合电路欧姆定律列式，代入数据，联立方程即可求解． 【详解】当a 、b 间接入电阻R 1′=10Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝(I 1+112I R R ')(R 1+r )+I 1R 1′ 代入数据得：E=(1+210 R )(R 1+r )+10① 当接入电阻R 2′=18Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝(I 2+222I R R ')(R 1+r )+I 2R 2′ 代入数据得：E=(0.6+210.8R )(R 1+r )+10.8② 当a 、b 间接入电阻R 3′=118Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝(I 3+332I R R ')(R 1+r )+I 3R 3′ 代入数据得：E ＝(I 3+32118 I R )(R 1+r )+118I 3③ 由①②③解得：I 3=0.1A 【点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，解题的关键是搞清楚电路的结构，解题时不需要解出E 、r 及R 1、R 2的具体值，可以用E 的表达式表示R 2和r+R 1，难度适中．2．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：R 1与R 2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．3．两根材料相同的均匀直导线a和b串联在电路上，a长为，b长为。

（1）若沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示，求：①a、b两导线内电场强度大小之比；②a、b两导线横截面积之比。

（2）以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。

现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用j表示。

①请建立微观模型，利用电流的定义推导：；②从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。

设导体的电阻率为ρ，导体内场强为E，试猜想j与E的关系并推导出j、ρ、E三者间满足的关系式。

（解题过程中需要用到的物理量要在解题时作必要的说明）【答案】（1）①②（2）①见解析②见解析【解析】（1）①根据，由图像知：，代入可得，同理根据，由已知代入可得：②因为两导线串联，所以电流，由欧姆定律，电阻定律将，长度分别为和代入可得：（2）①在直导线内任选一个横截面S，在时间内以S为底，为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过，由电流及电流密度的定义知：，其中代入可得：②（猜想：j与E成正比）设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U，则电流密度的定义为，将代入，得导线的电阻联立可得j、ρ、E三者间满足的关系式为：4．在如图所示的电路中，电源的电动势E=6．0V，内电阻r=1．0Ω，外电路的电阻R=11．0Ω．闭合开关S．求：（1）通过电阻R的电流Ⅰ；（2）在内电阻r上损耗的电功率P；（3）电源的总功率P总．【答案】（1）通过电阻R的电流为0．5A；（2）在内电阻r上损耗的电功率P为0．25W；（3）电源的总功率P总为3W．【解析】试题分析：（1）根据闭合电路欧姆定律，通过电阻R的电流为：，（2）r上损耗的电功率为：P=I2r=0．5×0．5×1=0．25W，（3）电源的总功率为：P总=IE=6×0．5=3 W．考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．5． 4～1.0T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化） （4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变． 【解析】（1）当B ＝0.6T 时，磁敏电阻阻值约为6×150Ω＝900Ω，当B ＝1.0T 时，磁敏电阻阻值约为11×150Ω＝1650Ω．由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于xVA xR R R R >，所以电流表应内接．电路图如图所示．（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：130.4515000.3010R -=Ω=Ω⨯，230.911516.70.6010R -=Ω=Ω⨯，331.5015001.0010R -=Ω=Ω⨯，431.791491.71.2010R -=Ω=Ω⨯，532.7115051.8010R -=Ω=Ω⨯， 故电阻的测量值为1234515035R R R R R R ++++=Ω=Ω（1500－1503Ω都算正确．） 由于0150010150R R ==，从图1中可以读出B ＝0.9T 方法二：作出表中的数据作出U －I 图象，图象的斜率即为电阻（略）．（3）在0～0.2T 范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）；在0.4～1.0T 范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）；（4）从图3中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关．本题以最新的科技成果为背景，考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力．从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何根据测得的U 、I 值求电阻．第（3）、（4）问则考查考生思维的灵敏度和创新能力．总之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题．6．如图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y 轴方向没有变化，与横坐标x 的关系如图2所示，图线是双曲线（坐标轴是渐进线）；顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON 固定在水平面内，ON 与x 轴重合，一根与ON 垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON 向右滑动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．已知t=0时，导体棒位于顶角O 处；导体棒的质量为m=2kg ；OM 、ON 接触处O 点的接触电阻为R=0.5Ω，其余电阻不计；回路电动势E 与时间t 的关系如图3所示，图线是过原点的直线．求：（1）t=2s 时流过导体棒的电流强度I 2的大小； （2）1～2s 时间内回路中流过的电量q 的大小；（3）导体棒滑动过程中水平外力F （单位：N ）与横坐标x （单位：m ）的关系式． 【答案】（1）t=2s 时流过导体棒的电流强度I 2的大小为8A ； （2）1～2s 时间内回路中流过的电量q 的大小为6C ；（3）导体棒滑动过程中水平外力F 与横坐标x 的关系式为F=（4+4）N ．【解析】试题分析：（1）根据E —t 图像中的图线是过原点的直线特点 有：EI R=得：28I A =（2分） （2）可判断I —t 图像中的图线也是过原点的直线 （1分） 有：t=1s 时14I A =可有：122I I q I t t +=∆=∆（2分） 得：6q C =（1分）（3）因θ=45°，可知任意t 时刻回路中导体棒有效切割长度L=x （2分） 再根据B —x 图像中的图线是双曲线特点：Bx=1 有：()E BLv Bx v ==且2E t =（2分）可得：2v t =，所以导体棒的运动是匀加速直线运动，加速度22/a m s =（2分） 又有：()F BIL BIx Bx I 安===且I 也与时间成正比 （2分） 再有：F F ma -=安（2分）212x at =（2分） 得：44F x =+（2分）考点：本题考查电磁感应、图像、力与运动等知识，意在考查学生读图、试图的能力，利用图像和数学知识解决问题的能力．7．有三盘电灯L1、L2、L3，规格分别是“110V，100W”，“110V，60W”，“110V，25W”要求接到电压是220V的电源上，使每盏灯都能正常发光．可以使用一直适当规格的电阻，请按最优方案设计一个电路，对电阻的要求如何？【答案】电路如图所示，电阻的要求是阻值为806.7Ω，额定电流为A．【解析】将两个电阻较大的电灯“110V 60W”、“110V 25W”与电阻器并联，再与“110V100W”串连接在220V的电源上，电路连接如图所示，当左右两边的总电阻相等时才能各分压110V，使电灯都正常发光．由公式P=UI得L1、L2、L3的额定电流分别为：I1==A=A，I2==A=A，I3=A=A则通过电阻R的电流为 I=I1﹣I2﹣I3=A=AR==Ω=806.7Ω答：电路如图所示，电阻的要求是阻值为806.7Ω，额定电流为A．【点评】本题考查设计电路的能力，关键要理解串联、并联电路的特点，知道用电器在额定电压下才能正常工作，设计好电路后要进行检验，看是否达到题目的要求．8．如图甲所示，电源由n个电动势E="1.5" V、内阻均为r（具体值未知）的电池串联组成，合上开关，在变阻器的滑片C从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示，电表对电路的影响不计。

（Ⅰ图为输出功率与路端电压关系曲线；Ⅱ图为路端电压与总电流关系图线；Ⅲ图为电源的输出效率与外电阻的关系图线）甲乙(1)求组成电源的电池的个数以及一个电池的内阻；(2)求滑动变阻器的总阻值；(3)写出图Ⅰ、Ⅱ中a、b、c三点的坐标（不要求计算过程）．【答案】(1)n=4,r=0.5Ω；(2)R m=8Ω；(3)a点坐标为(0.6 A,4.8 V)；b点的坐标为(3 V,4.5 W)；c 点的坐标为(4.8 V,2.88 W)。

【解析】试题分析：（1）设串联的电池个数为n，则电源的电动势为n1.5V，内阻为nr；由图Ⅰ可知，当变阻器的电阻与电池的内阻相等时，变阻器的电功率P=4.5W，即=4.5W；由图Ⅱ可知，当变阻器的电阻为0时，电路中的电流为3A，故3A=，故r=0.5Ω；联立得n=4，一个电池的内阻为r=0.5Ω。