高考试题分类汇编 电路
2024年高考物理模拟题分类汇编专题18电学实验
2024年高考物理模拟题分类汇编专题18电学实验(1)先用多用电表粗测电压表内阻，将多用电表选择开关拨到欧姆挡“×1000”挡位，欧姆调零后，将多用电（填“正”或“负”）接线柱连接，黑表笔连接另一个接线柱，示数如图甲所示，则Ω。
(2)为了精确测量电压表的内阻，该同学根据实验室提供的器材，设计了如图乙所示电路。
请根据图乙电路将如图丙所示的实物图连接完整。
连接好电路后，闭合开关前，图丙中滑动变阻器的滑片应先移到最）端，电阻箱的电阻调为（填“最大”或“零”），闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数半偏，若此时电阻箱的阻值为。
(3)该同学发现电源的内阻很小，可以忽略不计，于是他又设计了如图丁所示的电路，按正确的操作，测得多及对应的电阻箱接入电路的电阻R，作1RU-图像，得到图像与纵轴的截距为14000(2)左零0R(3)b-闭合开关前，题图丙中滑动变阻器的滑片应先移到最左端，使输出电压为零，电阻箱的电阻调为零，测得的电R 即V V 1R ER R U=-某实验小组利用如图甲所示的电路图，测量电压表的内阻，闭合开关后，调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值的对应数据，根据所得的数据描绘出UR I-的关系图线如图乙所示（图中(1)根据图甲，用笔画线代替导线，补全图丙中的实物图。
(2)闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的（填“左”或“右”（用R V 、R A 、R 0、U 、I 表示）。
=，V R =（用R 0、a 、b 表示）。
【答案】(1)(2)左0V AV R R U R R I⎛⎫+- ⎪⎝⎭(3)bb （1）由电路图可知，连接的实物图如图所示为防止烧坏电表，电表两端的电压应从零开始，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的最A IR IR +整理得V0V R R U R R I +=⋅b =0V aR R b a=-（2024·全国·模拟预测）宋同学正在实验室测量一根弹性导电绳的电阻率。
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)含解析
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)含解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．为了检查双线电缆CE、FD中的一根导线由于绝缘皮损坏而通地的某处，可以使用如图所示电路。
用导线将AC、BD、EF连接，AB为一粗细均匀的长L AB=100厘米的电阻丝，接触器H可以在AB上滑动。
当K1闭合移动接触器，如果当接触器H和B端距离L1=41厘米时，电流表G中没有电流通过。
试求电缆损坏处离检查地点的距离（即图中DP的长度X）。
其中电缆CE=DF=L=7．8千米，AC、BD和EF段的电阻略去不计。
【答案】6.396km【解析】【试题分析】由图得出等效电路图，再根据串并联电路规律及电阻定律进行分析，联立可求得电缆损坏处离检查地点的距离．等效电路图如图所示：电流表示数为零，则点H和点P的电势相等。
由得，则又由以上各式得：X=6.396km【点睛】本题难点在于能否正确作出等效电路图，并明确表头电流为零的意义是两端的电势相等．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R 1=R 1′，R 2=R 2′，当AA′接90V ，BB′电压为72V ，如图乙所示（电压表内阻太大，R 2和R ′2的作用忽略，丙图同理）此时R 1、R 1′、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＝U l，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功UW qEvt q vtl==，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：Ujlρ=．（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22mne 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 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：q j St=根据电阻定律：l R Sρ= 又因为l vt =所以：q l U IR q t S j l 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 0.4．两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。
高考物理试卷分类汇编物理闭合电路的欧姆定律(及答案)
高考物理试卷分类汇编物理闭合电路的欧姆定律(及答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示的电路中，电源电动势E =10V ，内阻r =0.5Ω，电阻R 1=1.5Ω，电动机的线圈电阻R 0=1.0Ω。
电动机正常工作时，电压表的示数U 1=3.0V ，求：(1)电源的路端电压；(2)电动机输出的机械功率。
【答案】(1)9V ；(2)8W【解析】【分析】【详解】(1)流过电源的电流为I ，则11IR U =路端电压为U ，由闭合电路欧姆定律U E Ir =-解得9V U =(2)电动机两端的电压为M 1()U E I R r =-+电动机消耗的机械功率为2M 0P U I I R =-解得8W P =2．如图所示电路中，19ΩR =，230ΩR =，开关S 闭合时电压表示数为11.4V ，电流表示数为0.2A ，开关S 断开时电流表示数为0.3A ，求：(1)电阻3R 的值．(2)电源电动势和内电阻．【答案】（1）15Ω （2）12V 1Ω【解析】【详解】(1)由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有： 21123()IR U I R IR R =++ 解得： 315ΩR =(2) 由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：213()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+联立解得：12V E =1Ωr =3．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 462EIR 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16V6VCU=⨯=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'12VCU E==流过1R的总电荷量为()'63010126CC CQ CU CU-=-=⨯⨯-41.810C-=⨯4．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=50V0.2E nt∆Φ==⨯∆由闭合电路欧姆定律得，通过电热器的电流50A=0.05A10990EIR r==++5．如图所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻R的U－I图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求：（1）电源的输出功率P出是多大？（2）电源内部损耗的电功率P内是多少？（3）电源的效率η是多大？【答案】（1）4W，（2）2W，（3）66.7%【解析】试题分析：（1）由电源的U-I图象读出电动势，求出内阻．两图线交点表示电阻与电源组成闭合电路时的工作状态，读出电压和电流，由公式P=UI求出电源的输出功率P 出．（2）电源内部损耗的电功率由公式2P I r=内求解．（3）电源的总功率为P IE=总，电源的效率为PPη=出总．代入数据求解即可．（1）从A的图线可读出，电源的电动势 E=3V，内阻30.56mErI==Ω=Ω从图象的交点可读出：路端电压U=2V，电路电流I=2A则电源的输出功率为224P UI W W==⨯=出（2）电源内部损耗的电功率2220.52P I r W W==⨯=内（3）电源的总功率为236P IE W W==⨯=总故电源的效率为4100%66.7%6PPη==⨯=出总【点睛】本题考查对电源和电阻伏安特性曲线的理解能力，关键要理解两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态，能直接读出电流和路端电压，从而求出电源的输出功率．6．如图所示电路，已知R3=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）R1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）R2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R2被烧断了．（2）R2被烧断后，电压表的示数等于电阻R1两端的电压，则1113.240.8URI'==Ω=Ω'.。
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)含解析
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)含解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示电路,A 、B 两点间接上一电动势为4V 、内电阻为1Ω的直流电源,3个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF,开始开关闭合，电流表内阻不计,求:（1）电流表的读数; （2）电容器所带电荷量; （3）开关断开后,通过R 2的电荷量.【答案】（1）0.8A （2）6.4×10-5C ；（3）3.2×10-5C 【解析】试题分析：（1）当电键S 闭合时，电阻R 1、R 2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Q=CU 3=CIR 3=20×10-6×0. 8×4C=6.4×10-5C ；（3）断开电键S 后，电容器相当于电源，外电路是R 1、R 2相当并联后与R 3串联．由于各个电阻都相等，则通过R 2的电量为Q′=1/2Q=3.2×10-5C 考点：闭合电路的欧姆定律；电容器【名师点睛】此题是对闭合电路的欧姆定律以及电容器的带电量的计算问题；解题的关键是搞清电路的结构，知道电流表把两个电阻短路；电源断开时要能搞清楚电容器放电电流的流动路线，此题是中等题，考查物理规律的灵活运用.2．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．3．以下对直导线内部做一些分析：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qI t=，推导：j =nev ; (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． 【答案】（1）j=nev （2）Ej ρ＝【解析】 【分析】 【详解】（1）在直导线内任选一个横截面S ，在△t 时间内以S 为底，v △t 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：I qj S tSV V ＝＝，其中△q=neSv △t ，代入上式可得：j=nev（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UEl ＝；电流密度的定义为IjS ＝，将UIR＝代入，得UjSR＝；导线的电阻lRSρ＝，代入上式，可得j、ρ、E三者间满足的关系式为：Ejρ＝【点睛】本题一要掌握电路的基本规律：欧姆定律、电阻定律、电流的定义式，另一方面要读懂题意，明确电流密度的含义．4．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．5．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 q vtl==，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：Ujlρ=．（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22mne 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：q j St=根据电阻定律：l R Sρ= 又因为l vt =所以：q l U IR q t S j l 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 0.6．有三盘电灯L 1、L 2、L 3，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“110V 100W”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．7．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的直导线，单位体积内有n个自由电子，一个电子电量为e．该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为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，小红和小明给出了不同的想法：小红记得老师上课讲过，W=UIt，因此将第（1）问求出的I的结果代入，就可以得到W的表达式．但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的．小明提出，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=UEl ，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功=UW qEvt q vtl=，将q代换之后，小明没有得出W=UIt的结果．请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程．（3）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：Ujlρ=．【答案】（1）I neSv=（2）见解析（3）见解析【解析】（1）电流定义式QIt=，在t时间内，流过横截面的电荷量Q nSvte=，因此IneSv=；（2）小红和小明说的都有一定道理a.小红说的对．由于QIt=，在t时间内通过某一横截面的电量Q=It，对于一段导线来说，每个横截面通过的电量均为Q，则从两端来看，相当于Q的电荷电势降低了U，则W QU UIt==．b.小明说的对．恒定电场的场强UEl=，导体中全部电荷为q nSle=，电场力做的功=U UW qEvt q vt nSel vt nSevUtl l===；又因为I neSv=，则W UIt=．（3）由欧姆定律：、U IR=，、由电阻定律：lRSρ=；则lU ISρ=，则U Il Sρ=；由电流密度的定义：Q IjSt S==；故Ujlρ=；8．在如图所示的电路中，A、B两端的电压为6VU=，12R=Ω，23R=Ω，滑动变阻器R的最大阻值为5Ω，小灯泡的电阻为10Ω，电流表和电压表均为理想电表，当滑动触头P在R上滑动时，电流表与电压表的示数变化的范围是多少？【答案】电流表示数变化范围是0.6～0.72A，电压表示数变化范围是0～2.4V【解析】【详解】当P在最上端时，电路的电阻最小，此时Lmin12L253RRR R RR R=++=Ω+maxmin63A0.72A25UIR⨯===电压表示数L max maxL5100.72V 2.4V510RRU IR R⨯=⋅=⨯=++当P在最下端时，电路的电阻最大max1210R R R R=++=Ωminmax6A0.6A10UIR===电压表示数最小，min0U=所以电流表示数的变化范围是0.6～0.72A，电压表示数的变化范围是0～2.4V9．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。
2010年高考试题分类汇编(物理)——电路
2010年物理试题分类汇编——电路（新课标卷）19.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a η、b η.由图可知a η、b η的值分别为A 、34、14B 、13、23C 、12、12D 、23、13答案：D 解析：电源效率E U =η，E 为电源的总电压（即电动势），根据图象可知U a =E 32 U b =E 31，所以选项D 正确。
（海南卷）9．如右图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4：1 ，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是A ．若电压表读数为6V ，则输入电压的最大值为B ．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C ．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D ．若保持负载电阻的阻值不变．输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍答案：AD解析：若电压表读数为6V ，则输入电压为146V 24V 1U =⨯=是有效值，因此其最大值为，A 正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2倍，电流表示数应增加到原来的2倍，B 错；若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输出电流减小到原来的一半，输入功率等于输出功率即P IU=也减小到原来的一半，C错；若保持负载电阻的阻值不变．输入电压增加到原来的2倍，输出电压增大到原来的2倍，则由2UPR=可知输出功率增加到原来的4倍，D正确。
（上海理综）41．中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最，总发电装机容量达到4.6×103kW。
设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为m2。
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)及解析
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．以下对直导线内部做一些分析：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qIt=，推导：j=nev;(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．【答案】（1）j=nev（2）E jρ＝【解析】【分析】【详解】（1）在直导线内任选一个横截面S，在△t时间内以S为底，v△t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：I qjS tSVV＝＝，其中△q=neSv△t，代入上式可得：j=nev（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UEl ＝；电流密度的定义为IjS ＝，将UIR＝代入，得UjSR＝；导线的电阻lRSρ＝，代入上式，可得j、ρ、E三者间满足的关系式为：Ejρ＝【点睛】本题一要掌握电路的基本规律：欧姆定律、电阻定律、电流的定义式，另一方面要读懂题意，明确电流密度的含义．2．如图所示，电源两端电压U保持不变．当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为R A时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻R1的电功率为P1，电阻R A的电功率为P A；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为R B时，电压表的示数U2为2V，电流表的示数为I2，电阻R B的电功率为P B；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P位于最右端时，电阻R2的电功率为8W．已知：R1:R2=2:1，P1:P B=1:10，U1:U2=3:2．求：(1)电源两端的电压U ； (2)电阻R 2的阻值； (3)电阻R A 的电功率P A ． 【答案】(1)U=12V (2)R 2=2Ω (3)4.5W 【解析】(1)已知： U 1∶U 2=3∶2 R 1∶R 2=2∶1由图甲、乙得：U 1=I 1(R 1 + R 2 ) U 2=I 2 R 2 解得：12I I =12已知：P 1∶P B =1∶10 由图甲、乙得：P 1 = I 12R 1 P B = I 22R B 解得：R 1 =25R B 由电源两端电压U 不变 I 1(R 1+R 2+R A ) = I 2(R 2+R B ) 解得：R A =9R 2 由图乙得：2U U =22BR R R + U 2=2V 解得：U =12V (2)由图丙得：2U U '=212R R R + 解得：U 2' = 4V P 2=8WR 2 =222U P '=2(4V)8W= 2Ω(3)由U 1∶U 2=3∶2 解得：U 1=3V U A =U －U 1=9V R A =9R 2=18ΩP A=2AAUR=4.5W【点睛】本题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目．在解题过程中，注意电路的分析，根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图，同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系，结合题目中给出的已知条件进行解决．3．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．4．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．5．一台电动机额定电压为220V，线圈电阻R=0．5Ω，电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4A，电动机正常工作10s，求：（1）消耗的电能．（2）产生的热量．（3）输出的机械功率．【答案】（1）消耗的电能为8800J；（2）产生的热量为80J；（3）输出的机械能为8720J．【解析】试题分析：（1）电动机额定电压为220V，电流为4A，电动机正常工作10s，消耗的电能：W=UI t=220×4×10=8800J；（2）产生的热量：Q=I2Rt=42×0．5×10=80J；（3）根据能量守恒定律，输出的机械能为：E机=W﹣Q=8800﹣80=8720J；考点：电功、电功率．6．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的直导线，单位体积内有n个自由电子，一个电子电量为e．该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为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，小红和小明给出了不同的想法：小红记得老师上课讲过，W =UIt ，因此将第（1）问求出的I 的结果代入，就可以得到W 的表达式．但是小红不记得老师是怎样得出W =UIt 这个公式的．小明提出，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=U E l ，设导体中全部电荷为q 后，再求出电场力做的功=UW qEvt q vt l =，将q 代换之后，小明没有得出W =UIt 的结果．请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程．（3）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=． 【答案】（1）I neSv =（2）见解析（3）见解析【解析】（1）电流定义式QI t=，在t 时间内，流过横截面的电荷量Q nSvte =，因此I neSv =； （2）小红和小明说的都有一定道理a.小红说的对．由于QI t=，在t 时间内通过某一横截面的电量Q =It ，对于一段导线来说，每个横截面通过的电量均为Q ，则从两端来看，相当于Q 的电荷电势降低了U ，则W QU UIt ==．b.小明说的对．恒定电场的场强UE l=，导体中全部电荷为q nSle =， 电场力做的功=U UW qEvt qvt nSel vt nSevUt l l===； 又因为I neSv =，则W UIt =．（3）由欧姆定律：、U IR =，、由电阻定律：lR Sρ=； 则l U I S ρ=，则U I l Sρ=； 由电流密度的定义：Q Ij St S==； 故Uj lρ=；7．如图所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12V ，电解槽内阻R A ＝2Ω，当S 1闭合，S 2、S 3断开时，电流表示数为6A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，电流表示数为5A ，且电动机输出功率为35W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，电流表示数为(1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少． 【答案】(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 【解析】试题分析：（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律U I R= 得12UR I ==Ω 其发热功率为：1126?W=72?W R P UI ==⨯ （2）电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得222M UI I r P =+输出所以2221M UI P r I -==Ω输出（3）电解槽工作时，由能量守恒定律得：23316?W A P UI I r =-=化 考点：闭合电路欧姆定律点评：注意纯电阻电路与非纯电阻电路在的区别8．如图所示的电路中， 18R =Ω， 24R =Ω， 36R =Ω， 43R =Ω．(1)求电路中的总电阻；(2)当加在电路两端的电压42U V =时，通过每个电阻的电流是多少？ 【答案】（1）电路中的总电阻为14Ω（2）当加在电路两端的电压U=42V 时，通过四个电阻的电流分别为：3A ；3A ；1A ；2A ．【分析】分析电路图，电阻R 3、R 4并联，再和R 1和R 2串联，根据欧姆定律和串并联电路的特点求解． 【详解】(1)电路中的总电阻为341234638463R R R R R R R ⨯=++=++++Ω=14Ω(2)根据欧姆定律得：I =423A 14U R == R 1和R 2串联且在干路上，所以I 1=I 2=3A对于R 3、R 4则有：I 3+I 4=3A344312I R I R == 所以I 3=1A ，I 4=2A答：(1)电路中的总电阻为14Ω(2)当加在电路两端的电压U =42V 时，通过四个电阻的电流分别为：3A ；3A ；1A ；2A ．9．如图所示，电源内阻0.4Ωr =，12344ΩR R R R ====，当电键K 闭合时，电流表与电压表读数分别为2A ，2V ，试求： (1)电源电动势E ；(2)电键K 断开时，电压表读数为多少？【答案】（1）7V （2）3.96V 【解析】 【详解】 (1)等效电路图因为22V U =，所以有：120.5A I I ==3 1.5A I =2.5A I =电源的外电压：336V U I R ==电源电动势为：6 2.50.4V 7V E U Ir =+=+⨯=(2) 电键K 断开时，则有：R 外20Ω3=根据闭合电路欧姆定律有：EI R r=+ 则电压表的示数：2 3.96V U IR ==10．在图（a ）中，电源100V E =，10r =W ，电阻90R =Ω，灯泡L 的伏安特性曲线如图（b ）所示．试求灯泡L 两端的电压和通过灯泡的电流，以及灯泡的实际功率．【答案】40V ；0.6A ；24W 【解析】 【详解】[12][2][3]．设灯泡的电压和电流分别为U 和I ，则E=U+I(R+r)即U=100-100I将此函数图像画在灯泡的I-U图像中，如图：可得交点：U=40V，I=0.6A，则灯泡的实际功率P=IU=24W11．在图示电路中，稳压电源的电压U=9V，电阻R1=9Ω，R2为滑动变阻器，电流表为理想电表．小灯泡L标有“6V，6W”字样，电阻随温度的变化不计．电键S断开时，求：(1)电流表的示数I；(2)小灯泡L的实际功率P L；(3)闭合电键S，为使小灯泡L正常发光，滑动变阻器R2接入电路的阻值是多少？【答案】（1）0.6A（2）2.16W（3）4.5Ω【解析】【详解】(1)由可得：当开关断开时，由欧姆定律可得：(2)小灯泡的实际功率P=I2R L=0.36×6=2.16W(3)闭合S后，滑动变阻器与R1并联，而灯泡正常发光；则总电流灯泡电压为6V，则并联部分电压为U′=9-6=3V；则R1中电流则流过滑动变阻器的电流则由欧姆定律可得：.【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律及功率公式的应用，解题时要注意明确题目要求：灯泡电阻不随温度的变化而变化．12．如图甲所示的电路中，小量程电流表的内阻R g ＝100 Ω，满偏电流I g ＝1 mA ，R 1＝1900 Ω，R 2＝100999Ω．则：（1）当S 1和S 2均断开时，改装成的是什么表？量程多大？ （2）当S 1和S 2均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？（3）利用改装后的电压表对图乙的电路进行故障分析．接通S 后，将电压表并联在A 、C 两点时，电压表有读数；当并联在A 、B 两点时，电压表读数为零，请写出存在故障的可能情况．【答案】（1）改装为电压表，其量程为2U V =（2）改装为电流表，其量程为1I A =（3）BC 段断路或AB 段短路或两种情况均存在。
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)含解析
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3．一根镍铬合金丝的两端加 6V 的电压时，通过它的电流是 2A，求： （1）它的电阻是多少？ （2）若通电时间为 20s，那么有多少库仑的电荷量通过它？ （3）如果在它两端加 8V 的电压，则这合金丝的电阻是多少？ 【答案】（1）3Ω（2）40C（3）3Ω 【解析】 试题分析：（1）根据欧姆定律得，合金丝的电阻 R=U/I=3Ω （2）通过合金丝的电荷量 Q=It=2×20=40C （3）导体的电阻与其两端的电压及通过它的电流无关，所以电阻仍为 R＝3Ω。 考点：电流；欧姆定律 【名师点睛】题考查欧姆定律以及电流的定义，要注意明确电阻是导体本身的性质，与导 体两端的电压和电流无关。
(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：
移动的速率成正比，比例系数为 k。请根据以上的描述构建物理模型，推导出比例系数 k 的表达式。
（2）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面
的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会
有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在 1917 年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)及解析
高考物理试卷分类汇编物理部分电路欧姆定律(及答案)及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．有一灯泡标有“6V 3W ”的字样，源电压为9V ，内阻不计.现用一个28Ω 的滑动变阻器来控制电路，试分别就连成如图所示的限流电路和分压电路，求: （1）它们的电流、电压的调节范围；（2）两种电路要求滑动变阻器的最大允许电流； （3）当灯泡正常发光时，两种电路的效率.【答案】（1）0.225~0.75A a ：，2.7~9V 00.75A b :：，0~9V （2）0.5A a ：0.75A b ： （3）66.6%a ： 44.4%b ： 【解析】 【详解】灯泡的电阻212L U R P==Ω（1）a.当滑动端在最左端时电阻最大，则最小电流：min 9A 0.225A 1228I ==+当滑动端在最右端时电阻最小为0，则最大电流：max 9A 0.75A 12I == 则电流的调节范围是：0.225A~0.75A灯泡两端电压的范围：0.22512V 0.7512V ⨯⨯: ，即2.7~9V ；b.当滑动端在最左端时，灯泡两端电压为零，电流为零；当滑到最右端时，两端电压为9V ，灯泡电流为9A 0.75A 12= 则电流的调节范围是：0~0.75A灯泡两端电压的范围： 0~9V ；（2）a.电路中滑动变阻器允许的最大电流等于灯泡的额定电流，即为0.5A ； b.电路中滑动变阻器允许的最大电流为0.75A ；（3）a.当灯泡正常发光时电路的电流为0.5A ，则电路的效率：000013=10066.60.59P IE η=⨯=⨯ b.可以计算当灯泡正常发光时与灯泡并联部分的电阻为x 满足：6960.528x x-+=-解得x =24Ω此时电路总电流60.50.75A 24I =+= 电路的效率000023=10044.40.759P IE η=⨯=⨯2．如图中所示B 为电源，电动势E=27V ，内阻不计。
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2010年高考物理试题分类汇编——电路 （新课标卷）19.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.在测 电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路
电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b 的值分别为
A、34、14 B、13、23 C、12、12 D、23、13 答案：D 解析：电源效率EU，E为电源的总电压（即电动势），根据图象可知Ua=E32
Ub=E31，所以选项D正确。 （上海理综）41．中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆，太阳能的利用规模达到了历 届世博会之最，总发电装机容量达到4.6×103kW。设太阳能电池板的发电效率为18%， 已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW，那么所使用的太阳能电 池板的总面积为 m2。
答案：1.9×1014 （上海理综）42．各场馆的机器人非常引人注目。在下图设计的机器人模块中，分别填 入传感器和逻辑门的名称，使该机器人能够在明亮的条件下，听到呼唤声就来为你服务。 答案：光；声；与（&） （上海理综）44．在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池（结 构如图）。
（1）以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤： ①把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I； ②把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该 接在图中 （填“A”或“B”）端。读出电压U； ③重复步骤①和②，多次测量，取平均值； ④根据公式P= 计算氢燃料电池输出功率。 （2）在上述第②步中遗漏的操作是 ； （3）如果该电动机的效率为，汽车运动的速度为v，则汽车的牵引力为 。
答案：（1）A；UI；(2)选择恰当量程；（3）UIv
（上海物理）5. 在图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是
（A）○A变大， ○V变大 （B）○A变小，○V变大 （C）○A变大， ○V变小 （D）○A变小，○V变小 答案：B 解析：电阻变大，电流变小，电压变大。 （上海物理）23.电动机的自动控制电路如图所示，其中HR为热敏电阻，1R为光敏电 阻，当温度升高时，HR的阻值远小于1R；当光照射1R时，其阻值远小于2R，为使电 动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选____门逻辑电路；若 要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以___2R的阻值（填“增大”或“减小”）。
【解析】为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，即热敏电阻或光敏电阻的电阻值 小时，输入为1，输出为1，所以是“或门”。 因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1，输出为1，所以要增大2R。
（上海物理）32.（14分）如图，宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从01xm处以02/vms的初速度，沿x轴
负方向做22/ams的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求： （1）金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q； （2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系； （3）为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算 出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入
q=BLsRRV2'02212222240318.85*10/MBLsRScmppalmlmRRqSEcNmEV求解。指出该同 学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。 解析： （1）Fam，0.2FmaN 因为运动中金属棒仅受安培力作用，所以F=BIL 又EBLvIRR，所以0.4BLvBLatRtII
且212Sat，得212Stsa 所以2220.40.2QIRtItJ• （2）221112xatt，得1tx，所以0.41Rx。 （3）错误之处：因框架的电阻非均匀分布，所求R是0.4s时回路内的电阻R，不是平均值。 正确解法：因电流不变，所以ccItq4.04.01。 本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度：难。
（天津卷）11.（18分）如图所示，质量m1=0.1kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.
（1）求框架开始运动时ab速度v的大小； （2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab 位移x的大小。 解析：（1）ab对框架的压力
11Fmg ①
框架受水平面的支持力 21NFmgF ②
依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力 2NFF ③ ab中的感应电动势
EBlv ④
MN中电流
12EIRR
⑤
MN受到的安培力
FIlB安 ⑥ 框架开始运动时 2FF安 ⑦
由上述各式代入数据解得 6/vms ⑧
（2）闭合回路中产生的总热量
122
RRQQR总 ⑨
由能量守恒定律，得 21
1
2FxmvQ总 ⑩
代入数据解得 1.1xm ⑾
（重庆卷）23.（16分）法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。 实验装置的示意图可用题23图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖 直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与 水流方向平行。 地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻为p，水面上方有一阻值为R的电阻通过 绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应，求：
（1）该发电装置的电动势； （2）通过电阻R的电流强度； （3）电阻R消耗的电功率。 解析： （1）由法拉第电磁感应定律，有EBdv
（2）两板间河水的电阻 drS 由闭合电路欧姆定律，有
EBdvSIrRdRS
(3)由电功率公式，2PIR 得 2BdvSPRdRS （四川卷）24.（19分）如图所示，电源电动势015EV。内阻01r，电阻 1230,60RR。间距0.2dm的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸
面向里、磁感应强度1BT的匀强磁场。闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一 带正电的小球以初速度0.1/ms沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电
路的阻值为Rx，忽略空气对小球的作用，取210/gms。
（1）当Rx=29Ω时，电阻2R消耗的电功率是多大？ （2）若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60， 则Rx是多少？
【答案】⑴0.6W；⑵54Ω。 【解析】⑴闭合电路的外电阻为
4960306030292121RRRRRRxΩ ①
根据闭合电路的欧姆定律 3.014915rREIA ②
R2两端的电压为 6303.015)(2rRIEUxV ③
R2消耗的功率为 6.060622222RUPW ④
⑵小球进入电磁场做匀速圆周运动，说明重力和电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律
RvmBqv2 ⑤
mgqdU2 ⑥
连立⑤⑥化简得 vBRdgU2 ⑦
小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，根据几何关系得 dR ⑧
连立⑦⑧带入数据
41.01004.0122vgBdUV
干路电流为 2.0204122RUI A ⑨
5412.04152rIUERxΩ ⑩
（安徽卷）20．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两 个边长相等的但匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ 为细导线）。两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落 到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设
线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为1v、2v，在磁场中运动时产生的热量分别为1Q、2Q。 不计空气阻力，则