高考物理二轮复习专项训练物理闭合电路的欧姆定律.docx

高考物理二轮复习专项训练物理闭合电路的欧姆定律一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示电路中，R14， R26， C30F ，电池的内阻r2，电动势E 12V （ 1）闭合开关 S，求稳定后通过 R1的电流（ 2）求将开关断开后流过 R1的总电荷量4【答案】（ 1） 1A；（ 2） 1.810C【详解】（1）闭合开关 S 电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，R1与 R2 串联，由闭合电路的欧姆定律有：E121AIr46 2R1 R2所以稳定后通过R 的电流为 1A1（2）闭合开关 S 后，电容器两端的电压与R2 的相等，有U C16V6V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U CE 12V流过 R 的总电荷量为1Q CU CCU C 30 10 612 6 C 1.8 10 4 C2 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 E1=1.5V，内阻 r1 =0.3 ；一节旧电池的电动势E2=1.2V，内阻 r2=4.3 。手电筒使用的小灯泡的电阻 R=4.4 。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r2 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Ur大于其电动势2E（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I = 2E10.6AR 2r1灯泡两端的电压UIR2.64V(2)一新、一旧电池串联时，电流I = E1E20.3ARr1 r2灯泡两端的电压UI R1.32V旧电池的内阻r 2 上的电压U rI r21.29V(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压Ur 大于其电动势E2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小。3 如图的电路中，电池组的电动势E=30V，电阻，两个水平放置的带电金属板间的距离 d=1.5cm。在金属板间的匀强电场中，有一质量为-8m=710 kg，带电量C 的油滴，当把可变电阻器R3 的阻值调到 35接入电路时，带电油滴恰好静止悬浮在电场中，此时安培表示数I=1.5A，安培表为理想电表，取g 10m/s2，试求：（ 1）两金属板间的电场强度；（ 2）电源的内阻和电阻 R1 的阻值；（ 3） B 点的电势 【答案】（ 1） 1400N/C （2）（ 3） 27V【解析】【详解】（ 1）由油滴受力平衡有， mg=qE，得到代入计算得出： E=1400N/C（ 2）电容器的电压 U3=Ed=21V流过的电流B 点与零电势点间的电势差根据闭合电路欧姆定律得，电源的内阻（3）由于 U1=B-0，B 点的电势大于零，则电路中B 点的电势B=27V.4 如图所示 ，电源电动势E27 V，内阻 r 2 ， 固定电阻 R21 4， R 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 2d 1.0 10 mP 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 R1 时， R1 的阻值分别为 12 、 3 有.带电量401为 q 1.0 10C 微粒沿图中虚线以速度 10 m/s 连续射入C 的电场中假设照在vR上的光强发生变化时R1 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 R1 上时 ，电容器所带的电量；(2)细光束通过 a 照射到 R1 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 上时带电微粒能否从C 的电场中射出1【答案】 （1） Q 1.810 11 C （ 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 R1 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 R1 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IE27R2 r1.5AR112 4 2又电容器板间电压U C U 2IR2 ，得UC=6V设电容器的电量为Q，则 Q=CUC解得 Q1.810 11C（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mg q U Cd解得 m0.610 2 kg细光束通过 b 照射时，同理可得 U C 12V由牛顿第二定律，得q U Cmgma 解得 a10m/s2dy1at 2l微粒做类平抛运动，得， t2v0解得 y 0.2 10 2 md ， 所以带电粒子能从C 的电场中射出2【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5 如图甲所示的电路中，R1 、R2 均为定值电阻，且R1 100， 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） 5（ 2） 300 （ 3） 20V； 20【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：U B4R25I B0.8（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：U A16R80I A0.2R R1R3 +R2 R1 +R3代入数据解得滑动变阻器最大阻值R3300（3）由闭合电路欧姆定律得：EU +Ir将图像中A、B 两点的电压和电流代入得：E 16+0.2r E 4+0.8r解得E 20Vr 206 如图所示，为某直流电机工作电路图(a)及电源的 U-IR=0.25 ，闭合开关后，直流电机正常工作，电流表的示数（1）电源的电动势E 及内阻 r；（2）直流电机输出功率P图象 (b) 。直流电机的线圈电阻I=2A，求：【答案】（ 1） 3V； 0.5 （ 2） 3W【解析】【详解】( 1) 由图 b 可知E3V ，rv；0.5t( 2) 由电路的路端电压与负载的关系：UEIr2V非纯电阻元件，根据能量守恒定律：UIP出I 2 R所以PUII 2R3W出7 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，1【解析】【分析】【详解】解：根据欧姆定律得：EU 1I1 r ， EU 2I 2 r代入数据得：E2.1 0.5r ， E20.6r解得： E=2.6V， r=18 如图所示，图线AB 是某闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线，OM 是某定值电阻 R 的伏安特性曲线，由图求：（ 1） R 的阻值；（ 2）处于直线 OM 与 AB 交点 C 时电源的输出功率；（ 3）电源的最大输出功率。【答案】 （1）（ 2） 8W （ 3） 9W【解析】【分析】（1）根据伏安特性曲线的斜率求出电阻的阻值（2）交点对应的电压和电流为电源输出电压和输出电流，根据 P=UI 求出电源的输出功率（ 3）当外电阻等于内阻时，电源输出功率最大【详解】（1） OM 是电阻的伏安特性曲线，电阻：（ 2）交点 C 处电源的输出功率为：（ 3）电源的最大输出功率 Pm，是在外电阻的阻值恰等于电源内电阻时达到的答：（ 1）R 的阻值为2（2）处于直线OM 与 AB 交点 C 时电源的输出功率为8W（ 3）电源的最大输出功率为 9W 【点睛】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义9 如图所示，水平放置的平行金属导轨abdc，相距 l 0.50m， bd 间连有一固定电阻R 0.20 ，导轨电阻可忽略不计磁感应强度B0.40 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒 MN 垂直放在导轨上，其电阻也为R，导体棒能无摩擦地沿导轨滑动，当MN 以v4.0m/s 的速度水平向右匀速运动时，求：（ 1）导体棒 MN 中感应电动势的大小；（ 2）回路中感应电流的大小，流过R 的电流方向 ；（ 3）导体棒 MN 两端电压的大小【答案】 (1) 0.80V；(2)2A， b 到 d；（3） 0.4V。【解析】【分析】（ 1）导体垂直切割磁感线，由公式E=BLv 求出感应电动势；（ 2） MN 相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小；（ 3）棒两端的电压是路端电压，由 U=IR 即可求出结果【详解】（ 1）根据法拉第电磁感应定律得：感应电动势EBlv0.80 V（2）根据闭合电路的欧姆定律得，通过R 的电流IE2A2R由右手定则可知，流过R 的电流方向为b 到 d（3）导体棒 MN 两端电压为路端电压，则：UIR0.4 V【点睛】本题是电磁感应、电路和磁场相结合的综合题，应用E=BLv、欧姆定律即可解题，要注意ab 切割磁感线产生电动势，ab 相当于电源， ab 两端电势差不是感应电动势，而是路端电压10 如图所示，导轨间的距离L=0.5m， B=2T， ab 棒的质量m=1kg，物块重G=3N， ab 棒与 的 摩擦因数=0.2， 源的 E=10V，r=0.1， 的 阻不 ，ab棒 阻也不 ， R 的取 范 怎 棒 于静止状 ？（g 取10m/s 2）【答案】 1.9 R9.9 棒 于静止状 【解析】【分析】【 解】依据物体平衡条件可得，恰不右滑 有：G mg BLI1=0恰不左滑 有：G+mg BLI2=0依据 合 路欧姆定律可得：E=I1（ R1+r） E=I2（ R2+r） 立 得： R1= r=9.9 立 得： R2= r=1.9所以 R 的取 范 ：1.9 R9.9答案： 1.9 R9.9 棒 于静止状 【点睛】此 是通 体在磁 中平衡 ，要抓住静摩擦力会外力的 化而 化，挖掘 界条件 行求解11 如 所示的 路中， 源 E6V ，内 阻 r2，外 路 阻 R10， 合 S 后，求：1通 阻R 的 流 度I；2 阻R 两端的 U；3 阻R 上所消耗的 功率P【答案】（ 1） 0.5A （ 2） 5V（3） 2.5W【解析】【 解】E6（1）根据闭合电路欧姆定律得通过电阻R 的电流强度为：IA0.5 ARr102（ 2）电阻 R 两端的电压为： U=IR=0.5 10V=5V（3）电阻 R 上所消耗的电功率为：P=I2R=0.52 10W=2.5W12 在如图所示的电路中， R13， R2 6，R3 1.5 ， C 20F，当开关 S 断开时，电源的总功率为 2W；当开关 S 闭合时，电源的总功率为 4W，求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合 S 时，电源的输出功率；(3)S 断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？【答案】 (1)4V, 0.5（ 2） 3.5W（ 3） 610-5 C ,0【解析】【分析】断开 S， R2 、 R3 串联，根据闭合电路欧姆定律求解出电流和电功率表达式；S 闭合， R1、 R2并联再与 R3 串联，再次根据闭合电路欧姆定律求解出电流和电功率表达式；最后联立求解；闭合 S 时电源的输出功率为P=EI-I2r；S 断开时， C两端电压等于电阻R2 两端电压，求解出电压后根据Q=CU 列式求解 【详解】23E（1） S 断开， R 、 R 串联根据闭合电路欧姆定律可得：IrR总功率为： PE22WIEr7.5123RR1R2R33.5S 闭合， R 、 R 并联再与R 串联，总外电阻R1 R2根据闭合电路欧姆定律可得：IEERr3.5rE 2所以总功率为：PEI3.5r联立解得： E=4V， r=0.5 （2）闭合 S，总外电阻R =3.5干路电流为 IE1ARr2输出功率P 出 =EI-Ir=4 1-1 0.5=3.5W（3） S 断开时， C 两端电压等于电阻R2 两端电压： U 2ER24I 2 R26V 3V7.5r7.5 0.5-6-5可得电量为： Q=CU2=20 10 3=6 10C【点睛】本题首先要理清电路结构，然后结合闭合电路欧姆定律和电功率表达式列式分析