高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)含解析.docx
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1、高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题( 含答案 ) 含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为 12.5V,电源与电流表的内阻之和为0.05 。车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到70A。求:( 1)电动机未启动时车灯的功率。( 2)电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。(忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化)【答案】( 1) 120W ;( 2) 67.5W【解析】【分析】【详解
2、】(1) 电动机未启动时UEIr12VPUI120W(2)电动机启动瞬间车灯两端电压U EI r9 V车灯的电阻U R1.2IU 2P67.5WR电源电动势不变,电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小,回路电流增大,内电路分得电压增大,外电路电压减小,所以车灯电功率减小。2 如图所示,电流表A 视为理想电表,已知定值电阻R0=4,滑动变阻器 R 阻值范围为010 ,电源的电动势E=6V闭合开关 S,当 R=3时,电流表的读数 I=0.5A。(1)求电源的内阻。(2)当滑动变阻器R 为多大时,电源的总功率最大?最大值 Pm 是多少 ?【答案】( 1) 5;( 2)当滑动变阻器R 为 0 时,电源
3、的总功率最大,最大值Pm 是 4W。【解析】【分析】【详解】( 1)电源的电动势 E=6V闭合开关 S,当 R=3 时,电流表的读数 I=0.5A,根据闭合电路欧姆定律可知:EIR0Rr得: r=5(2)电源的总功率P=IE得:E2PR0Rr当R=0 P最大,最大值为Pm ,则有: Pm4 W,3 如图所示,电源电动势E=30 V,内阻 r=1 ,电阻 R12=4 , R =10 两正对的平行金属板长 L=0.2 m ,两板间的距离d=0.1 m 闭合开关 S 后,一质量8m=510 kg,电荷量62=5 10m/s 的初速度从两板的正中间射入,求q=+4 10C 的粒子以平行于两板且大小为粒
4、子在两平行金属板间运动的过程中沿垂直于板方向发生的位移大小?(不考虑粒子的重力)【答案】【解析】根据闭合电路欧姆定律,有:电场强度:粒子做类似平抛运动,根据分运动公式,有:L=v0ty= at2其中:联立解得:点睛:本题是简单的力电综合问题,关键是明确电路结构和粒子的运动规律,然后根据闭合电路欧姆定律和类似平抛运动的分运动公式列式求解4 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R 的阻值调到 35接入电路时,带电油滴恰好3静止悬浮在电场中,此时安培表示
5、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.5 如图所示,电源的电动势为10 V,内阻为1 ,R1=3 , R2=6 ,C=30 F求:( 1)闭合电键
6、 S,稳定后通过电阻 R2 的电流( 2)再将电键 S 断开,再次稳定后通过电阻R1 的电荷量【答案】 (1) 1 A ( 2) 1.2 104C【解析】【详解】(1)闭合开关S,稳定后电容器相当于开关断开,根据全电路欧姆定律得:E10IA1AR1R2r361(2)闭合开关S 时,电容器两端的电压即R2 两端的电压,为:U2=IR2=1 6V=6V开关 S 断开后,电容器两端的电压等于电源的电动势,为E=10V,则通过 R1 的电荷量为:() -5 () -4Q=CE-U2=31010-6C=1.210C6 如图所示,导体杆 ab 的质量为 0.02kg,电阻为 2 ,放置在与水平面成 30o
7、 角的光滑倾斜金属导轨上,导轨间距为 0.5m 且电阻不计,系统处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为0.2T,电源内阻为1,通电后杆能静止于导轨上,g 取 10m/s 2。求:( 1)电源电动势 E;( 2)若突然将磁场反向,求反向后瞬间导体杆的加速度。(不计磁场反向引起的电磁感应效应)【答案】 (1) E3V(2) a10m/s2【解析】【详解】(1)开关闭合,通电导体棒受重力、安培力、支持力而处于静止状态,受力示意图如下:沿斜面方向受力平衡:BILmg sin 30 o根据欧姆定律:EIRr联立、解得:E3V(2)磁场反向后,导体棒将沿导轨向下加速运动,受力示意图如下由牛顿第二
8、定律:BILmg sin 30oma 解得:a10m/s2 (沿导轨平面向下)7 如图所示,电阻 R1=4, R2=6,电源内阻 r=0.6,如果电路消耗的总功率为 40W,电源输出功率为 37.6W,则电源电动势和 R3 的阻值分别为多大?【答案】 20V【解析】电源内阻消耗的功率为,得:由得:外电路总电阻为,由闭合电路欧姆定律得:。点睛:对于电源的功率要区分三种功率及其关系:电源的总功率,内电路消耗的功率,三者关系是。,输出功率8 如图所示,电源电动势E15V,内阻 r 0.5 ,电阻 R1 3, R2 R3 R4 8,一电荷量 q 310 5C 的小球,用长 l 0.1m 的绝缘细线悬挂
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