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1、高中物理一轮复习专项训练闭合电路的欧姆定律及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示 ，电解槽R 19， 电解槽电阻合时 ，电炉消耗功率为A 和电炉 B 并联后接到电源上，电源内阻r 1，电炉电阻r0.5 当. S1 闭合、 S2 断开时 ，电炉消耗功率为684W ；S1、S2 都闭475W( 电炉电阻可看作不变) 试求：（ 1）电源的电动势 ；（ 2） S1、S2 闭合时 ，流过电解槽的电流大小 ；（3） S12、S 闭合时 ，电解槽中电能转化成化学能的功率【答案】 （1） 120V（ 2）20A（ 3） 1700W【解析】12断开时电炉中电流I 0P16 A（1） S闭合，
2、SR电源电动势 EI 0 (Rr )120V ；（2） S1、S2 都闭合时电炉中电流为I BP25 AR电源路端电压为 UI R R95V流过电源的电流为IEU25 Ar流过电槽的电流为I AII B20 A ；（3）电解槽消耗的电功率PAI AU1900W电解槽内热损耗功率P热I A2 r 200W电解槽转化成化学能的功率为P化PAP热 1700W 点睛：电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流 2 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
3、开关断开后流过 R1的总电荷量【答案】（ 1） 1A；（ 2） 1.8 10 4 C【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，R 与 R2 串联，由闭合电路的1欧姆定律有：E121AI4 6 2R1 R2 r所以稳定后通过R1 的电流为 1A（2）闭合开关 S 后，电容器两端的电压与R2 的相等，有U C1 6V 6V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 R1的总电荷量为64 CQ CU C CU C 30 1012 6 C 1.8 103 如图所示电路中，电源电动势E16V，内电阻r1.0 R12。开，电阻 9.0，
4、R 15关闭合后，理想电流表A 的示数为 0.4A。求：(1)电源的路端电压；(2)电阻 R3 的阻值和它消耗的电功率。【答案】 (1)15V， (2)10 ，3.6W 。【解析】【详解】(1)对 R2 根据欧姆定律：U2I 2 R2整个回路的总电流：I路端电压为：EU 2R1rUEIr代入数据得： U15V ；(2)对 R3 ：R3总电流：U 2I 3II 2I 3代入数据得：R310R3 消耗的电功率：PI2R333代入数据得：P33.6W 。4 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.
5、1 m 闭合开关 S 后，一质量8m=510 kg，电荷量62q=+4 10C 的粒子以平行于两板且大小为=5 10m/s 的初速度从两板的正中间射入，求粒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：IE10A1AR1R2r361（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=C（E-U2） =3 10（10-6） C=1.2 10C6 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
7、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 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出 （ 2 ） 电 源 内 部 损 耗 的 电 功 率 由 公 式P内2r求 解 （ 3 ） 电 源 的 总 功 率 为PIP总IE ，电源的效率为P出 代入数据求解即可P总（1）从 A 的图线可读出，电源的电动势E=3V，内阻
8、 rE3I m0.56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 PUI22W4W出（2）电源内部损耗的电功率22PI r2 0.5W2W内（3）电源的总功率为 P总IE23W6W故电源的效率为P出4100% 66.7%P总6【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7 如图所示的电路中，电源电动势Ed 6V，内阻 r 1，一定值电阻R0 9.0 ，变阻箱阻值在 0 99.99 范围。一平行板电容器水平放置，电容器极板长L 100cm，板
9、间距离 d40cm，重力加速度g10m/s 2，此时，将变阻箱阻值调到R12.0 v0，一带电小球以10m/s 的速度从左端沿中线水平射入电容器，并沿直线水平穿过电容器。求：（ 1）变阻箱阻值 R12.0 时， R0 的电功率是多少？（ 2）变阻箱阻值 R12.0 时，若电容器的电容 C 2F，则此时电容器极板上带电量多大？（ 3）保持带电小球以 v0 10m/s 的速度从左端沿中线水平射入电容器，变阻箱阻值调到何值时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出？【答案】（ 1） 2.25W6C（3） 50（ 2） 210【解析】【详解】（1）当 R1 2.0 时，闭合回路电流I 为：IEdR0rR1代
10、入数据解得：I0.5A所以 PR0 I2R0 0.52 9 2.25W ；(2)当 R12.0 时， UR1IR1 1V由 Q CU 2 10 6C；(3) 当 R1 2.0 时，则： Mg qEE U R1d电路中分压关系，则有：R1U R1EdR1R0r调节变阻箱阻值到R1 ，使得带电小球刚好从上极板边缘射出，则：qE2 Mg Ma且 U R1R1R1EdrR0U R1E2d又 d1at 222水平向： L vot由以上各工，代入数值得R1 50。8 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
11、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9 如图所示，电源电动势E=8V，内阻 r=10， R1=20 ,R2=30 ,电容器两极板间距d=0.1m 。当电键闭合时，一质量-3m=210 kg 的带电液滴恰好静止在两极板中间。取重力加速度g=10m/s2，求：（1）带电液滴所带电荷量的大小q 以及电性；（2）断开电键，电容器充放电时间忽略不计，液滴运动到某一极板处需要经过多长时间？【答案】（ 1） 510-4C，带正电；（ 2） 0
12、.1s。【解析】【详解】（1）电键闭合时，两板间电压U1：R2U 1E4VR1R2r液滴保持静止：q U 1mgd解得： q=510-4C，带正电（2）电键断开时，两板间电压：U2=E=8V液滴向上做匀加速运动，加速度a：q U 2mgmadd122at2解得： t=0.1s10 如图所示的电路中，两平行金属板A、B 水平放置，两板间的距离d40cm ，电源电动势E24V ，内电阻r1，电阻R15，闭合开关S，待电路稳定后，一带电量q1 102 C, 质量m=2102kg 的小球恰好静止于两板之间取g10m / s2 ，求：（ 1）两板间的电压为多少（ 2）此时，滑动变阻器接入电路的阻值为多少
13、【答案】（ 1） 8V（ 2） 8 【解析】【详解】试题分析：(1)由题意可知小球恰好静止于两板之间，一小球为对象，受到重力和电场力二力平衡，所以有qUmg，d故：Umgd2 10 2100.4 V 8V ；q110 2(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为RP ，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为IE，R RprUIRP ，得：RP8。11 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B0.1T ，金属棒 AD 长 0.4m ，与框架宽度相同，电阻 r=1.3，框架电阻不计，电阻R12速度匀速向右运=2， R =3 当金属棒以 5m/s动时，求：（ 1）流过金属棒的感应电流为多大？（ 2）若图中电容器
14、C 为 0.3F，则电容器中储存多少电荷量？-8【答案】（ 1） 0.08A （ 2）2.88 10C【详解】（1）棒产生的电动势：EBlv0.2V外电阻为：R1R2R1.2R1R2通过棒的感应电流：E0.2I0.08AR r1.2 1.3（2）电容器两板间的电压：UIR0.096V电容器带电量：QCU0.3 10 60.0962.8810 8 C.12 如图所示的电路中，电源电动势为E6V ，内电阻为r2，外电路电阻为R10，闭合电键S 后，求：1通过电阻R 的电流强度I；2电阻R 两端的电压U；3电阻上所消耗的电功率【答案】（ 1） 0.5A （ 2） 5V（3） 2.5W【解析】【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律得通过电阻E6R 的电流强度为： IA 0.5 AR r10 2（ 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=2.5W