《高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题.docx（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题一、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 / stt
2、20.1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 平行导轨P、 Q 相距 l 1 m，导轨左端接有如图所示的电路其中水平放置的平行板电容器两极板 M 、N 相距 d 10 mm ，定值电阻 R1R212 R32 ab的电阻r，金属棒2，其他电阻不计磁感应强度B0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m 110 14kg，电荷量 q1 14210 C 的微粒恰好静止不动取g 10 m/s ，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好且速度保持恒定试求：(1)匀强磁场的方向和MN 两点间的电
3、势差(2)ab 两端的路端电压；(3)金属棒 ab 运动的速度【答案】 (1) 竖直向下； 0.1 V(2)0.4 V. (3) 1 m/s.【解析】【详解】（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M 板带正电 ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab 棒等效于电源，感应电流方向由ba，其 a 端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mgEq又 E U MN dmgd所以 UMN 0.1 Vq（2）由欧姆定律得通过R3 的电流为IU MN 0.05 AR3则 ab 棒两端的电
4、压为 Uab UMN I0.5R1 0.4 V.（3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势EBLv由闭合电路欧姆定律得E Uab Ir 0.5 V联立解得v1 m/ s.3 如图所示电路中，r 是电源的内阻， R12r12和 R 是外电路中的电阻，如果用P， P和 P 分别表示电阻 r ，R1， R2 上所消耗的功率，当R1=R2= r 时，求：(1)IrI1I2 等于多少(2)Pr P1 P2 等于多少【答案】 (1)2： 1： 1；(2)4： 1：1。【解析】【详解】(1)设干路电流为I，流过 R1 和 R2 的电流分别为I1 和 I2。由题， R1 和 R2 并联，电压相等，电阻也相等，则电
5、流相等，故1I1=I2=I2即Ir I1 I2=2： 1：1(2)根据公式 P=I2R，三个电阻相等，功率之比等于电流平方之比，即Pr： P1： P2=4： 1： 14 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d=40 cm。电源电动势 E=24 V，内电阻r=1 ，电阻 R=15 。闭合开关 S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v =4 m/s 竖直向上射入两板间，小球恰能到达A 板。若小球带电荷量为0-2-22q=1 10 C，质量为m=2 10 kg，不考虑空气阻力，取 g=10 m/s 。求：（ 1） A、B 两板间的电压 U；（ 2）滑动变阻器接
6、入电路的阻值RP；（ 3）电源的输出功率 P。【答案】（ 1） 8V；（ 2） 8；（ 3） 23W【解析】【详解】（1）对小球从 B 到 A 的过程，由动能定理：qU mgd 01 mv22解得： U=8V（2）由欧姆定律有：EUIRrU电流为： IRP解得： RP8（3）根据电功率公式有：PI 2 RRp解得： P23W5 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，板间距离 d40cm，重力加速度 g 10m/s 2，此时，将变阻箱阻值调到R1 2.0，一带电小球以
7、 v010m/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代入数据解得：I0.5A所以 PR0 I2R0 0.52 9 2.25W ；(2)当 R12.0
8、 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：qE Mg Ma2且 U R1R1R1EdrR0U R1E2d又 d1 at 222水平向： L vot由以上各工，代入数值得R1 50。6 如图所示，电源的电动势E=110V，电阻 R1，电动机绕组的电阻01=21R =0.5，电键 S始终闭合当电键S2 断开时，电阻R1 的电功率是525W；当电键 S2 闭合时，电阻R1 的电功率是 336W ，求：（ 1）电源的内电
9、阻；（ 2）当电键 S2 闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率【答案】 （1） 1（ 2） 1606W【解析】【分析】【详解】设 S2 断开时 R1 消耗的功率为P1，则E2R1P1R1r代入数据可以解得，r1设 S2 闭合时 R1 两端的电压为U，消耗的功率为P2，则U 2P2解得，R1U=84V由闭合电路欧姆定律得，EUIr代入数据，得I26A流过 R1 的电流为I1，流过电动机的电流为I2，I1U4 AR1而电流关系 :I 1I 2I所以I 222A由UI 2P出I 22 R0代入数据得，P1606W出7如图所示，电源电动势E=8V，内阻为r=0 5，“ 3V， 3W”的灯泡 L 与电
10、动机M 串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R=1 5求：（ 1）通过电动机的电流；（ 2）电源的输出功率；（ 3）电动机的输出功率【答案】（ 1） 1A；（ 2） 7 5W；（ 3） 3W【解析】试题分析：（ 1）灯泡 L 正常发光，通过灯泡的电流，I L PL 1AU L电动机与灯泡串联，通过电动机的电流IM=IL=1（ A）；（ 2）路端电压： U=E-Ir=7 5（ V），电源的输出功率： P=UI=7 5（ W）；（ 3）电动机两端的电压 UM =U-UL=4 5（ V）；电动机的输出功率P 输出 =UM M M2I -IR=3W考点：电功率；闭合电
11、路欧姆定律【名师点睛】此题考查了电功率及闭合电路欧姆定律的应用；注意电动机是非纯电阻电路，输出功率等于输入功率与热功率之差；要注意功率公式的适用条件8 如图所示，电源电动势E=50V，内阻 r=1 ， R1=3， R2=6间距 d=0.2m 的两平行金属板 M、 N 水平放置，闭合开关S，板间电场视为匀强电场板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB，有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m=0.01kg、带电量大小为q=1 10-3C（可视为点电荷，不影响电场的分布）现调节滑动变阻器R，使小球恰能静止在 A 处；然后再闭合K，待电场重新稳定后释放小球p取重力加速度g=10m/s2 求：（1）小球
12、的电性质和恰能静止时两极板间的电压；（ 2）小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值；（ 3）小球 p 到达杆的中点 O 时的速度【答案】 (1 )U=20V (2)Rx=8 (3)v=1.05m/s【解析】【分析】【详解】(1)小球带负电 ；恰能静止应满足 ： mgEqU qdmgd0.01100.220VU1103Vq(2)小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，由电路电压关系:EURx R2 rR2代入数据求得 Rx=8(3)闭合电键 K 后，设电场稳定时的电压为U，由电路电压关系 :EU Rx R12 rR12代入数据求得 U= 100V11由动能定理 : mg d1U q1 mv
13、2222代入数据求得v=1.05m/s【点睛】本题为电路与电场结合的题目，要求学生能正确掌握电容器的规律及电路的相关知识，能明确极板间的电压等于与之并联的电阻两端的电压9 如图所示，三个电阻 R1、 R2 、R3 的阻值均等于电源内阻r，电键 S 打开时，有一质量为m，带电荷量为 q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点现闭合电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和该板碰撞，碰撞过程小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电荷量发生变化，碰后小球带有和该板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板处设电容器两极板间距为d，求：（ 1）电源的电动势 E；（ 2）小球与极板碰撞后所带的电
14、荷量q/ 【答案】 （1） E【解析】【分析】【详解】mgdq（ 2） q = 2q(1)当 S 打开时，电容器电压等于电源电动势E，即：U=E小球静止时满足：qUmgd由以上两式解得：E = mgd ；q(2) 闭合 S，电容器电压为 U ，则：EEEUR2rR2 R3 r3r3对带电小球运动的全过程，根据动能定理得：q U mg q U02由以上各式解得： q2q 10 如图所示电路，电源电动势 E=6V，内阻 r=1 外电路中电阻R1=2， R2=3，R3=7.5 电容器的电容 C=4F（ 1）电键 S 闭合，电路稳定时，电容器所带的电量（ 2）电键从闭合到断开，流过电流表A 的电量【答
15、案】 7.210 6 C ; 1.9210 5 C【解析】【分析】【详解】（1）电键 S 闭合，电路稳定时，电容器所在电路没有电流外电路总电阻为： 3干路电流为： 1. 5A路端电压为： U E Ir 4. 5V电容器的电压为：U1 1. 8V所以电容器的电量：Q1 CU17. 2-610C， b 板带正电， a 板带负电（2） S 断开，电路稳定时，电容器的电压就是R2 的电压， U2 3V所以电容器的电量：Q2 CU21. 2-510C， a 板带正电， b 板带负电则流过电流表 A 的电量 Q Q12-5Q1 92 10C.【点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，关键要同学们能
16、理清电路的结构，明确电容器的电压与哪部分电路的电压相等，要知道电路稳定时，电容器所在电路没有电流，其电压与所并联的电路两端的电压相等11 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R 上所消耗的电功率P【答案】（ 1） 0.5A （ 2） 5V（3） 2.5W【解析】【详解】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
17、.5W12 如图所示的电路中，电源电动势E=10V，电阻 R1=2.5 ， R2=3，当电阻箱Rx 调到 3时，理想电流表的示数为2 A求：(1)电源的内电阻？(2)调节电阻箱，使电流表的示数为【答案】 (1) r = 1 (2)P2=6.45W1.6A时，电阻R2 消耗的电功率？【解析】【分析】可先求出总电阻，应用闭合电路欧姆定律，求出总电流后，即为电流表的读数，当电流表示数为1.6A 时由闭合电路欧姆定律可求出路端电压，再减去R1 两端的电压即为R2 的电压，应用功率公式计算即可。R2 Rx解： (1) R2 和 Rx 并联电阻阻值为R并 1.5 ， R2 +Rx电路外电阻电阻为RR并R14由闭合电路欧姆定律有EI (Rr )ER1得出 rI(2)电流表示数为 1.6A，电源内阻分压为U 内 =Ir 1.6V电压为 U 1IR14VR2 两端电压为 UEU 1U内 =4.4V所以 R2 功率 P2U 24.42W 6.5WR3