高中物理閉合電路的歐姆定律試題經(jīng)典一、高考物理精講專題閉合電路的歐姆定律如圖所示的電路中,電源電動勢F=12V,內(nèi)阻r=0.5Q,電動機(jī)的電阻Ro=l.OQ,電阻&=2.00。電動機(jī)正常工作時，電壓表的示數(shù)5=4.0V,求：⑴流過電動機(jī)的電流；電動機(jī)輸出的機(jī)械功率；電源的工作效率。【答案】(1)2A：(2)14W；(3)91.7%【解析】【分析】【詳解】電動機(jī)正常工作時，總電流為電動機(jī)兩端的電壓為L/=E-/r-L/1=(12-2x0.5-4.0)V=7V電動機(jī)消耗的電功率為p電=u/=7x2W=14W電動機(jī)的熱功率為ptt=/2/?0=22xlW=4W電動機(jī)輸出的機(jī)械功率電源釋放的電功率為p?=F/=12x2W=24W有用功率P勺=W+/'&=22W電源的工作效率〃=隹=91.7%%如圖所示，豎直放置的兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌相距為L,導(dǎo)軌的兩端分別與電源(串有一滑動變阻器R)、定值電阻、電容器(原來不帶電)和開關(guān)K相連.整個空間充

滿了垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的人小為B.—質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上.己知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,電容器的電容為C,定值電阻的阻值為R0,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.（1）當(dāng)K接1時，金屬棒ab在磁場中恰好保持靜止，則滑動變阻器接入電路的阻值R為多人？（2）當(dāng)K接2后，金屬棒ab從靜止開始下落，下落距離s時達(dá)到穩(wěn)定速度，則此穩(wěn)定速度的人小為多大？下落s的過程中所需的時間為多少？（3）ab達(dá)到穩(wěn)定速度后，將開關(guān)K突然接到3,試通過推導(dǎo)，說明ab作何種性質(zhì)的運(yùn)動？求ab再下落距離s時，電容器儲存的電能是多少？（設(shè)電容器不漏電，此時電容器沒〃7g【解析】BTs+〃7g【解析】BTs+譏代（3）勻加速直線運(yùn)動〃曲匚竽in+cB'L【詳解】（1）金屬棒ab在磁場中恰好保持靜止,由BIL=mgR+rR+rEBLz$BTv(2)由mg=——-“02嚨由動量定理，得mgt-BTLt=mv其中q=Tt=^得1〃祇牡(3)K接3后的充電電流I=^L=^-=^^-=CBL—=CBLa△f△/△/△/mg-BIL=ma

所以ab棒的運(yùn)動性質(zhì)是“勻加速直線運(yùn)動〃，電流是恒定的.V22-v2=2as根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒得込昨-（尹二加）解得:\E/gsCB匸【點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識的綜合，關(guān)鍵要會推導(dǎo)加速度的表達(dá)式，通過分析棒的受力情況，確定其運(yùn)動情況.3.如圖所示，電源的電動勢E=110V,電阻坨=210,電動機(jī)繞組的電阻尺=0.5G,開關(guān)5始終閉合.當(dāng)開關(guān)S,斷開時，電阻&的電功率是525W：當(dāng)開關(guān)二閉合時，電阻&的電功率是336W,求：（1）電源的內(nèi)電阻幾（2）開關(guān)亠閉合時電動機(jī)的效率。【答案】（1）1Q（2）86.9%。【解析】【詳解】（1）S1斷開時D消耗的功率為￡=525w,則代入數(shù)據(jù)得r=lQ（2）S三閉合時&兩端的電壓為S消耗的功率為A=336w,則解得O84V由閉合電路歐姆定律得E=U+Ir代入數(shù)據(jù)得"26A

設(shè)流過&的電流為人，流過電動機(jī)的電流為厶，則厶+厶"又厶+厶"解得/z=22A則電動機(jī)的輸入功率為代入數(shù)據(jù)解得心=1848wPTR電動機(jī)內(nèi)阻消耗的功率為PTR代入數(shù)據(jù)解得?=242wP，P，=Pyi-PR=1606W所以開關(guān)二閉合時電動機(jī)的效率；7=-Lx100%=86.9%&4.一電瓶車的電源電動勢E=48V,內(nèi)阻不計(jì)，其電動機(jī)線圈電阻R=3Q,當(dāng)它以v=4m/s的速度在水平地面上勻速行駛時，受到的阻力/=48No除電動機(jī)線圈生熱外，不計(jì)其他能量損失，求：⑴該電動機(jī)的輸出功率；(2)電動機(jī)消耗的總功率。【答案】(1)192W,(2)384W<>【解析】【詳解】電瓶車勻速運(yùn)動，牽引力為：F=f=48N電動機(jī)的輸出功率為：/>h=Fv=48x4W=192W；由能量守恒定律得：El=f+I2R代入數(shù)據(jù)解得：Z=8A所以電動機(jī)消耗的總功率為：P&=E/=48x8W=384W。5.有一個100匝的線圈，在0.2s內(nèi)穿過它的磁通量從0.04Wb增加到0.14Wb,求線圈中的感應(yīng)電動勢為多大？如呆線圈的電阻是10Q,把它跟一個電阻是990Q的電熱器串聯(lián)組成閉合電路時，通過電熱器的電流是多大？【答案】50V,0.05A.【解析】【詳解】已知2100匝，皿刃公，a（Z）=0.14Wb-0.04Wb=0.lWb,則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢=—=100x—V=50VAr0.2由閉合電路歐姆定律得，通過電熱器的電流E50I==———A=0.05AR+r10+9906.利用如圖所示的電路町以測屋電源的電動勢和內(nèi)電阻.當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到某一位置時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.20A和2.90V.改變滑片的位置后，兩表的示數(shù)分別為0.40A和2.80V.這個電源的電動勢和內(nèi)電阻各是多人？1|—O-G—I【答案】E=3.00V,r=0.50Q【解析】【分析】【詳解】根據(jù)全電路歐姆定律E=U+Ir可得：E=2.9+0-2尸；￡=2.S+0.4r,聯(lián)立解得：E=3.00V,r=0.50Q7.如圖所示的電路中，電源電動勢Ed=6V,內(nèi)阻r=lQ,—定值電阻Ro=9.OQ,變阻箱阻值在0-99.99Q范圍。一平行板電容器水平放置，電容器極板長L=100cm,板間距離d=40cm,重力加速度g=10m/s2,此時，將變阻箱阻值調(diào)到Ri=2.0Q,一帶電小球以v°=10m/s的速度從左端沿中線水平射入電容器，并沿直線水平穿過電容器。求：（1）變阻箱阻值Ri=2.0Q時，Ro的電功率是多少？（2）變阻箱阻值Ri=2.0Q時，若電容器的電容C=2pF,則此時電容器極板上帶電量多大？（3）保持帶電小球以v0=10m/s的速度從左端沿中線水平射入電容器，變阻箱阻值調(diào)到何值時，帶電小球剛好從上極板右端邊緣射出？99Ea,r■：?J%【答案】(1)2.25W(2)2x10"6C(3)50Q【解析】【詳解】當(dāng)Ri=2.0Q時，閉合回路電流I為：心$代入數(shù)據(jù)解得：I=0.5A所以Pro=I2Ro=O.52X9=2.25W；當(dāng)R]=2?0Q時，UR1=IRi=lV由Q=CU=2X106C：⑶當(dāng)Ri=2.0Q時,則：Mg=qE電路中分壓關(guān)系，則有:調(diào)節(jié)變阻箱阻值到尺，使得帶電小球剛好從上極板邊緣射出，則:qE2-Mg=Ma*且URLRA'REdK+廣+凡E一如d又尸22水平向：L=Vot由以上各工，代入數(shù)值得用=500。8.電路如圖所示，電源電動勢E=28匕內(nèi)阻r=2Q,電阻R\=122凡=?=42(=82c為平行板電容器戾電容C=3?0PF,虎線到兩極板間距離相等，極板長L=0.20m,兩極板的間距d=1.0xl0-2/n（1）若開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則當(dāng)其閉合后，求流過心的總電荷屋為多少？（2）若開關(guān)S斷開時，有一帶電微粒沿虛線方向以vo=2.Om/s的初速度射入C的電場中,剛好沿虛線勻速運(yùn)動，問:當(dāng)開關(guān)S閉合后，此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場中,能否從C的電場中射出？（g取10/H/52）【答案】（1）6.0xl0T'C;（2）不能從C的電場中射出.【解析】【詳解】（1）開關(guān)S斷開時，電阻心兩端的電壓為U嚴(yán)瓦E"6V開關(guān)S閉合后，外電阻為路端電壓為RU=￡=21V.R+r此時電阻仏兩端電壓為則流過他的總電荷量為△0=CU.-CU\=6?0XlOT'C（2）設(shè)帶電微粒質(zhì)量為〃匚電荷量為q當(dāng)開關(guān)S斷開時有當(dāng)開關(guān)S閉合后，設(shè)帶電微粒加速度為5則a設(shè)帶電微粒能從c的電場中射出，則水平方向運(yùn)動時M為:

t=—t=—

vo1.1.y=—at^2由以上各式求得故帶電微粒不能從C的電場中射出?9.如圖所示，圖線AB是某閉合電路的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖線，0M是某定值電阻R的伏安特性曲線，由圖求：R的阻值；處于直線0M與AB交點(diǎn)C時電源的輸出功率；電源的最大輸出功率。【答案】(1)212(2)8W(3)9W【解析】【分析】根據(jù)伏安特性曲線的斜率求出電阻的阻值.交點(diǎn)對應(yīng)的電壓和電流為電源輸出電壓和輸出電流，根據(jù)P=UI求出電源的輸出功率.當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時，電源輸出功率最人.【詳解】(1)(2)(3)P(1)(2)(3)P的.4

R=』=2QOM是電阻的伏安特性曲線，電阻：2交點(diǎn)C處電源的輸出功率為：Pc出=U」c=4X2W=8W電源的最人輸出功率Pm，是在外電阻的阻值恰等于電源內(nèi)電阻時達(dá)到E262m=—=—W=9W,n4r4答：(1)R的阻值為2d處于直線OM與AB交點(diǎn)C時電源的輸出功率為8W.電源的最人輸出功率為9W.【點(diǎn)睛】

對于圖線關(guān)鍵要根據(jù)物理規(guī)律，從數(shù)學(xué)角度來理解其物理意義.本題要抓住圖線的斜率、交點(diǎn)的意義來理解圖彖的意義.10.如圖甲所示，水平面上放置一矩形閉合線框abed.己知ab邊長/!=1.0m.be邊長/2=0.5m,電阻r=0.1Qo勻強(qiáng)磁場垂直于線框平面，線框恰好有一半處在磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0.2s內(nèi)隨時間變化情況如圖乙所示，取垂直紙面向里為磁場的正方向。線框在摩擦力作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)。求：（1）感應(yīng)電動勢的人小；（2）線框中產(chǎn)生的焦耳熱：(3)1.25(r+0.1)(3)1.25(r+0.1)NX：X：!xxxX.IX.；XX""CX；XX""CX；【答案】(1)0.25V；(2)0.125J；【解析】【分析】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律及能量守恒定律的應(yīng)用【詳解】（1）由題意可知，線框在磁場中的面積不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度在不斷增人，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知△①=77Ar△①=77Ar△B?S△/△/—等于乙圖彖中B-f圖線的斜率IT/s,聯(lián)立求得感應(yīng)電動勢E=0?25VAr（2）因磁場均勻變化，故而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是恒定，根據(jù)閉合電路歐姆定律知，在這0.2s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流E/=—=2.5Ar再根據(jù)焦耳定律有g(shù)=/2rr=0.125J（3）水平方向上線框受到靜摩擦力應(yīng)始終與所受安培力二力平衡，有f=Ff.=BIL=（0.1+f）?2.5?0.5N=1.25（/+0.1）N11?如圖所示的電路中，電源電動勢為E=6V,內(nèi)電阻為廠=2G，外電路電阻為R=10G,閉合電鍵5?后，求：通過電阻/?的電流強(qiáng)度厶電阻/?兩端的電壓〃；電阻/?上所消耗的電功率PR【答案】(1)0.5A(2)5V(3)2.5W【解析】【詳解】E6根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過電阻R的電流強(qiáng)度為：/=-一=-—-A=0.5AR+r10+2電阻R兩端的電壓為:U=IR=0.5xl0V=5V電阻R上所消耗的電功率為：P=I2R=0.52x10W=2.5W12.如圖所示的電路中,電源電動勢E=10V,電阻/?i=2.5Qf/?2=3Q,當(dāng)電阻箱心調(diào)到3Q時，理想電流表的示數(shù)為2A.求：⑴電源的內(nèi)電阻？(2)調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)為1.6A時，電阻/?2消耗的電功率？【答案】(l)r=10(2)P2=6.45W【解析】【分析】可先求出總電阻，應(yīng)用閉合