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1、高考物理闭合电路的欧姆定律各地方试卷集合汇编及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图 (1)所示 ，线圈匝数 n 200 匝，直径 d1 40cm，电阻 r 2，线圈与阻值R6的电阻相连在线圈的中心有一个直径d 2 20cm 的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按图(2)所示规律变化，试求： (保留两位有效数字 )(1)通过电阻 R 的电流方向和大小；(2)电压表的示数【答案】（ 1）电流的方向为BA ；7.9A； （ 2）47V【解析】【分析】【详解】（1）由楞次定律得电流的方向为BA由法拉第电磁感应定律得E nBd2)2B0.30.2nS 磁场面积 S(而t0.2T / s 1T /
2、 stt20.1根据闭合电路的欧姆定律E7.9 AIR r（ 2）电阻 R 两端的电压为 U=IR=47V2 如图所示电路中， R19， R230，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 R3 的值(2)电源电动势和内电阻【答案】（ 1） 15 （2） 12V 1 【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：U(I1IR 2 ) R1 R3IR2解得：R315(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：EU(I1IR2)r11.40.6rR3S 断
3、开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：EI 2 (R1R2r )0.3(39r )联立解得：E12Vr13 如图所示电路中，电源电动势 E16V，内电阻 r1.0 ，电阻 R1 9.0 ， R2 15。开关闭合后，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 ：U 2R3I 3总电流：II 2I 3代入数据得：R310R3 消耗的电功
4、率：PI2R333代入数据得：P33.6W 。4 在如图所示的电路中，电源电动势E=3.0 V，内电阻r=1.0 ；电阻 R1=10 ， R2=10 ，R3=35 ；电容器的电容 C=1000 F，电容器原来不带电。求接通电键 S 后流过 R4 的总电荷量（保留两位有效数字）。-3【答案】 2.0 10C【解析】【详解】接通电键S 前， R2 与 R3 串联后与R1 并联，所以闭合电路的总电阻：R1( R2R3 )RrR1 R2R3由闭合电路欧姆定律得，通过电源的电流：EIR电源的两端电压：UE Ir则 R3 两端的电压：R3U 3UR2R3接通电键S 后通过 R4 的总电荷量就是电容器的电荷
5、量。根据 QCU 可得：QCU 3代入数据解得：Q2.010-3 C5 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10，把它跟一个电阻是990 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， =0.14Wb-0.04Wb=0.1Wb ，则根据法拉第电磁感应定律得感应电动势E n100 0.1 V=50Vt0.2由闭合电路欧姆定律得，通过电热器的电流E50IA=0.05ARr109906 如图所示，电源的电动势为
6、10 V，内阻为1 ，R1=3 ， R2=6 ，C=30 F求：（ 1）闭合电键 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：E10IA 1AR1 R2 r3 6 1（2）闭合开关 S 时，电容器两端的电压即 R2两端的电压，为：22 6V=6VU =IR =1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） C=1.2-4Q=C（E-U2） =3 10（10-6
7、10C7 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 2a、 b 构成 ，它可绕 AA轴d 1.0 10 mP 为一圆盘 ，由形状相同透光率不同的二个扇形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vC 的电场中假设照在 R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
8、到 R 上时 ，电容器所带的电量；1(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R1 上时带电微粒能否从C 的电场中射出【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
9、IE27R2 r1.5AR112 4 2又电容器板间电压U CU 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 m 0.6 10 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 Cmg ma 解得 a10m/s2d微粒做类平抛运动，得y1at 2 ， tlv02解得 y 0.2 102 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
10、动，要掌握分运动的规律并能熟练运用8 如图所示，导体杆ab 的质量为0.022，放置在与水平面成30o 角的光滑kg，电阻为倾斜金属导轨上，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
11、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定律：BILmg sin 30oma 解得：a10m/s2 （沿导轨平面向下）9 如图所示，电阻 R1 2，小灯泡 L 上标有 “ 3V 1.5 W，电”源内阻 r 1，滑动变阻器的最大阻值为 R0（大小未知），当触头 P 滑动到最上端 a 时安培表的读数为 l A，小灯泡 L 恰好正常发光，求：(1)滑动变阻器的最大阻值R0；(2)当触头 P 滑动到最下端b 时，求电源的总功率及输出功率【答案】 （1） 6（ 2） 12 W ； 8 W【解析】【分析】【详解】PL（1）当触头P 滑
12、动到最上端 a 时，流过小灯泡 L 的电流为： I L 0.5A U L流过滑动变阻器的电者呐：I 0I AI L0.5 AU L故： R06I 0（2）电源电动势为：EU LI A (R1r )6V当触头 P ，滑动到最下端b 时，滑动交阻器和小灯泡均被短路电路中总电流为：IE2AR1r故电源的总功率为：PEI12W总输出功率为： P出EII 2 r8W10 电路如图所示 ,电源电动势 E28V ,内阻 r=2 ,电阻R1 12 , R2 R4 4 , R3 8,C 为平行板电容器,其电容C=3.0PF,虚线到两极板间距离相等 ,极板长 L=0.20m ,两极板的间距 d 1.010 2 m
13、（1）若开关 S 处于断开状态 ,则当其闭合后 ,求流过R4 的总电荷量为多少 ?（2）若开关 S 断开时 ,有一带电微粒沿虚线方向以v0 2.0m / s 的初速度射入 C 的电场中 ,刚好沿虚线匀速运动,问 :当开关 S 闭合后 ,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中 ,能否从 C 的电场中射出 ?( g 取 10m / s2 )【答案】（ 1） 6.010 12 C ；（ 2）不能从 C 的电场中射出 .【解析】【详解】（1）开关 S 断开时 ,电阻 R3 两端的电压为U 3R3E 16VR2R3r开关 S 闭合后 ,外电阻为RR1R2R36R1R2R3路端电压为URE21V
14、 .Rr此时电阻 R3 两端电压为U 3R3U 14VR2R3则流过 R4 的总电荷量为QCU 3CU 36.010 12 C（2）设带电微粒质量为m ,电荷量为 q当开关 S 断开时有qU 3mgd当开关 S 闭合后 ,设带电微粒加速度为a ,则qUmgd3ma设带电微粒能从C 的电场中射出 ,则水平方向运动时间为:Ltv0竖直方向的位移为:y 1 at 22由以上各式求得13dy6.2510m故带电微粒不能从C 的电场中射出 .11 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
15、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，输出功率，内电路消耗的功率，三者关系是。12 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=2 10kg 的带电液滴恰好静止在两极板中间。取重力加速度 g=10m/s 2，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） 0.1s。【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=0.1s