1、(物理)物理閉合電路的歐姆定律專項習題及答案解析一、局考物理精講專題閉合電路的歐姆定律1. 如圖所示電路，A、B兩點間接上一電動勢為4V、內電阻為1Q的直流電源，三個電阻的阻值均為4Q,電容器的電容為20F,電流表內阻不計，求：閉合開關S后，電容器所帶電荷量；(2)斷開開關S后，通過R2的電荷量。亍HUF_*什R、Rt-電源的電動勢；Si、S2閉合時，流過電解槽的電流大小；Si、S2閉合時，電解槽中電能轉化成化學能的功率【答案】(1)120V(2)20A(3)1700W1|_【答案】(1)6.4X10-5C；(2)3.2105C【解析】【分析】【詳解】(1) 當電鍵S閉合時，電阻R、R2被短路

2、，據歐姆定律得電流表的讀數為IA0.8ArR314電容器所帶電荷量QCU3CIR3201060.84C6.4105C斷開電鍵后，電容器相當于電源，夕卜電路R、R2并聯后與R3串聯，由于各個電阻相等，則通過R2的電荷量為15Q-Q3.2105C22. 如圖所示，電解槽A和電爐B并聯后接到電源上，電源內阻r=1Q,電爐電阻R=19Q,電解槽電阻r=0.5涓S閉合、&斷開時，電爐消耗功率為684W;Si、S2都閉合時，電爐消耗功率為475W(電爐電阻可看作不變).試求：【解析】(1)Si閉合，8斷開時電爐中電流Io6A電源電動勢EI0(Rr)120V；(2) Si、S2都閉合時電爐中電流為IB日卷5

3、A電源路端電壓為UIrR95V流過電源的電流為1I旦U25Ar流過電槽的電流為1IaIIB20A；(3)電解槽消耗的電功率PaIaU1900W電解槽內熱損耗功率.2Ia200W電解槽轉化成化學能的功率為P化FAFU1700W.點睛：電解槽電路在正常工作時是非純電阻電路，不能用歐姆定律求解其電流，只能根據電路中電流關系求電流.3. 愛護環境，人人有責；改善環境，從我做起；文明乘車，低碳出行。隨著冬季氣候的變化，12月6號起，陽泉開始實行機動車單雙號限行。我市的公交和出租車，已基本實現全電動覆蓋。既節約了能源，又保護了環境。電機驅動的原理，可以定性簡化成如圖所示的電路。在水平地面上有B5T的垂直于

4、平面向里的磁場，電阻為1Q的導體棒ab垂直放在寬度為0.2m的導體框上。電源E是用很多工作電壓為4V的18650鋰電池串聯而成的，不計電源內阻及導體框電阻。接通電源后ab恰可做勻速直線運動，若ab需要克服400N的阻力做勻速運動，問：(1) 按如圖所示電路，ab會向左還是向右勻速運動？(2) 電源E相當于要用多少節鋰電池串聯？EXXXXXXXXXX【答案】(1)向右；(2)100節【解析】【分析】【詳解】電流方向由a到b,由左手定則可知導體棒ab受到向右的安培力，所以其向右勻速運動。(2)ab做勻速運動，安培力與阻力相等，即BILF阻400N解得I400A則UIR400V電源E相當于要用鋰電池

5、串聯節數U400n100節E44. 手電筒里的兩節干電池(串聯)用久了，燈泡發出的光會變暗，這時我們會以為電池沒電了。但有人為了“節約”，在手電筒里裝一節新電池和一節舊電池搭配使用。設一節新電池的電動勢Ei=i.5V,內阻ri=0.3耶一節舊電池的電動勢E2=1.2V,內阻r2=4.3Q手電筒使用的小燈泡的電阻R=4.4求：(1) 當使用兩節新電池時，燈泡兩端的電壓；(2) 當使用新、舊電池混裝時，燈泡兩端的電壓及舊電池的內阻r2上的電壓；(3) 根據上面的計算結果，分析將新、舊電池搭配使用是否妥當。【答案】(1)2.64V;(2)1.29V;(3)不妥當。因為舊電池內阻消耗的電壓Ur大于其電

6、動勢E2(或其消耗的電壓大于其提供的電壓)，燈泡的電壓變小【解析】【分析】【詳解】(1)兩節新電池串聯時，電流I=r20.6A燈泡兩端的電壓(2)一新、一舊電池串聯時，電流燈泡兩端的電壓UIR2.64VEE2r0.3A21.32V舊電池的內阻2上的電壓UrI21.29V(3) 不妥當。因為舊電池內阻消耗的電壓電壓)，燈泡的電壓變小。Ur大于其電動勢E2(或其消耗的電壓大于其提供的5.電源的電動勢為4.8V、外電阻為4.0Q時，路端電壓為4.0V。如果在外電路并聯一個6.0Q的電阻，路端電壓是多大？【答案】3.6V【解析】【詳解】由題意可知當外電阻為4.0Q時，根據歐姆定律可知電流4a1.0A由

7、閉合電路歐姆定律I(Rr)代入數據解得r=0.8Q當外電路并聯一個6.0Q的電阻時2.4電路中的總電流4.8A=1.5A2.40.8所以路端電壓1.52.4V3.6V6.如圖所示，電源的電動勢E110V,電阻R21,電動機繞組的電阻R0.5,開關Si始終閉合.當開關&斷開時，電阻R的電功率是525W;當開關S閉合時，電阻R的電功率是336W,求:(1) 電源的內電阻r;(2)開關S2閉合時電動機的效率。Si【答案】(1)1Q;(2)86.9%。【解析】【詳解】(1) S2斷開時Ri消耗的功率為Pi525W,則2PRR1r代入數據得r=1Q(2) S2閉合時R1兩端的電壓為U,消耗的功率為F23

8、36W,則解得U=84V由閉合電路歐姆定律得EUIr代入數據得I=26A設流過R的電流為I1,流過電動機的電流為I2,則I1UR14A又解得I2=22A則電動機的輸入功率為代入數據解得PM1848W電動機內阻消耗的功率為代入數據解得Pr242W則電動機的輸出功率I1I2IPmUI2PPmPR1606W所以開關S2閉合時電動機的效率Pc,c,100%86.9%7. 如圖所示電路中，電源電動勢E=16V,內電阻r=1.0做電阻&=9.0QR=15Q。開關閉合后，理想電流表A的示數為0.4A。求:電源的路端電壓;電阻R3的阻值和它消耗的電功率。【答案】(1)15V,(2)10Q3.6W。【解析】【詳

9、解】對R2根據歐姆定律：整個回路的總電流：路端電壓為：代入數據得：U15V；對R3:總電流：代入數據得：R310QR3消耗的電功率：代入數據得：P33.6W。U2I2&IEU2RrUEIrR3U2I3II2I32任I；R38. 如圖所示電路，已知r3=4Q,閉合電鍵，安培表讀數為0.75A,伏特表讀數為2V,經過一段時間，一個電阻被燒壞(斷路)，使安培表讀數變為0.8A,伏特表讀數變為3.2V,問：(1) 哪個電阻發生斷路故障？(2) Ri的阻值是多少？(3) 能否求出電源電動勢E和內阻r?如果能，求出結果；如果不能，說明理由.【答案】(1)&被燒斷路(2)4Q(3)只能求出電源電動勢E而不能

10、求出內阻r,E=4V【解析】【分析】【詳解】(1)由于發生故障后，伏特表和安培表有示數且增大，說明外電阻增大，故只能是R2被燒斷了.(2)R2被燒斷后，電壓表的示數等于電阻R1兩端的電壓，則RiU13.2Ii0.8(3) 第一種情況下，有：電阻R3兩端的電壓為：U3=|iR-Ui=0.75X4-2=1V通過電阻R3的R34電流為I3曳當R為何值時，R0消耗的功率最大，最大值為多少？當R為何值時，電源的輸出功率最大，最大值為多少？【答案】(1)0;10.9W;(2)4.5;13.3W【解析】【分析】(1)由乙圖得電源的電動勢和內阻，當R=0時，R0消耗的功率最大；(2)當外電阻等于0.25A，根

11、據閉合電路歐姆定律得：E=IiR+(I1+I3)(R4+r)第二情況下，有E=U1，X(R+r)代入可得：E=3+(R+r)E=3.2+0.8(R4+r)解得：E=4V,R4+r=1Q,由于&未知，故只能求出電源電動勢E而不能求出內阻r。【名師點睛】本題閉合電路的歐姆定律的應用以及電路的分析和計算問題，注意解題時要注意有兩種情況，根據閉合電路歐姆定律列出兩個方程，求解電動勢或內阻，是常用的方法；此題同時給了我們一個測量電動勢的方法.9. 電路圖如圖甲所示，圖乙中圖線是電路中電源的路端電壓隨電流變化的關系圖象，滑動變阻器的最大阻值為15Q，定值電阻&=3Q.內電阻時，電源的輸出功率最大，依次計算

12、求解.【詳解】(1)由題干乙圖知電源的電動勢和內阻為:E=20V,r=205Q=7.5Q2由題圖甲分析知道，當R=0時，R消耗的功率最大，最大為23W=10.9W2眼占R0=關(2)當部R)=r，即R=4.52P=E(R+R)=RoRr34.57.5Q時，電源的輸出功率最大，最大值20(3+4.5)W=13.3W102設此時滑動變阻器接入電路的阻值為由閉合電路歐姆定律可得電路中的電流為10. 如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d40cm,電源電動勢E24V，內電阻r1,電阻R15,閉合開關S,待電路穩定后，一帶電量q1102C,質量m=2102kg的小球恰好靜止于兩板之

13、間.取g10m/s2，求：1A虬uv】iB(1) 兩板間的電壓為多少(2) 此時，滑動變阻器接入電路的阻值為多少【答案】(1)8V(2)8Q【解析】【詳解】試題分析：(1)由題意可知小球恰好靜止于兩板之間，一小球為對象，受到重力和電場力二力平衡，所以有qUmg故:22102100.4、，V8V;得:8Q。11. 如圖所示，水平放置的平行金屬導軌abdc,相距l=0.50m,bd間連有一固定電阻R=0.20Q導軌電阻可忽略不計.磁感應強度B=0.40T的勻強磁場方向垂直于導軌平面，導體棒MN垂直放在導軌上，其電阻也為R,導體棒能無摩擦地沿導軌滑動，當MN以v=4.0m/s的速度水平向右勻速運動時

14、，求：(1) 導體棒MN中感應電動勢的大小；(2) 回路中感應電流的大小，流過R的電流方向；(3) 導體棒MN兩端電壓的大小.【答案】(1)0.80V;(2)2A,b到d;(3)0.4V。【解析】【分析】(1) 導體垂直切割磁感線，由公式E=BLv求出感應電動勢；(2) MN相當于電源，根據閉合電路歐姆定律求解感應電流大小;(3) 棒兩端的電壓是路端電壓，由U=IR即可求出結果.【詳解】(1)根據法拉第電磁感應定律得：感應電動勢EBlv0.80V(2)根據閉合電路的歐姆定律得，通過R的電流E2R由右手定則可知，流過R的電流方向為b到d(3) 導體棒MN兩端電壓為路端電壓，貝U：UIR0.4V【點睛】本題是電磁感應、電路和磁場相結合的綜合題，應用E=BLv歐姆定律即可解題，要注意ab切割磁感線產生電動勢，ab相當于電源，ab兩端電勢差不是感應電動勢，而是路