最新高考物理部分电路欧姆定律练习题及答案

最新高考物理部分电路欧姆定律练习题及答案

一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律

1．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R A＝2 Ω和R B＝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

E＝U＋（I+） (R A＋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)

电源的总功率P总＝E（I+）＝10.5 W(10.1 W～10.9 W均算正确)

2．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“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=A

R==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．

3．如图所示，U=10V，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF。（1）闭合开关S，电路稳定后，求通过R1的电流强度；（2）然后断开S，求这以后流过R1的电量是多少？

【答案】（1）1A；（2）

【解析】试题分析：（1）S闭合，电路稳定后（即电容器充电完毕）即为R1与R2的串联

电路，所以通过R1的流为，此时电容C与R2并联，两极间电压

U1=IR2=1×6=6V，且上板带电荷。

（2）断开S后，由于U=10V，所以继续给电容器充电至极板电压U2=U=10V，仍是上板带正电，流过R1的电量等于继续给电容器的充电电量，所以

考点：含有电容器的电路问题

【名师点睛】解决本题的关键理清电路，判断电容器与谁并联，通过Q=CU进行求解．（1）闭合开关S，待电路稳定后，两电阻串联，根据欧姆定律求出电路中的电流大小；（2）电键闭合时，C1与电阻R2并联，根据Q=CU求出电容器C1的电量，此时电容器C2两端的电压为0．电键S断开，两电容都与电源并联，根据Q=CU求出两电容器的电量，从而求出断开S后流过电阻R1的电量．

4．如图所示，一段长方体金属导电材料，厚度为a、高度为b、长度为l，内有带电量为e 的自由电子。该导电材料放在垂直于前后表面的匀强磁场中，内部磁感应强度为B。当有大小为I的稳恒电流垂直于磁场方向通过导电材料时，在导电材料的上下表面间产生一个恒定的电势差U。求解以下问题：

（1）分析并比较上下表面电势的高低；

（2）该导电材料单位体积内的自由电子数量n。

（3）经典物理学认为金属导体中恒定电场形成稳恒电流，而金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。设某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，带电量为e，自由电子连续两次碰撞的时间间隔的平均值为t。试这种金属的电阻率。

【答案】（1）下表面电势高；（2）（3）

【解析】试题分析：（1）因为电流方向向右，则电子运动方向向左，由左手定则电子向上偏转，可知下表面电势高；

（2）①②③④⑤

联立①②③④⑤

（3）设金属导电材料内的匀强电场强度为E

电子定向移动的加速度为

经过时间t获得的定向移动速度为

在时间t内的平均速度为

电流为

欧姆定律

得

考点：洛伦兹力；电场强度；电流强度；欧姆定律.

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=

U

W 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：U

j

l

ρ

=．

【答案】（1）I neSv

=（2）见解析（3）见解析【解析】

（1）电流定义式

Q

I

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

Q

I

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