高中物理閉合電路的歐姆定律專項訓練答案及解析一、高考物理精講專項閉合電路的歐姆定律1．小勇同窗設計了一種測定風力大小的裝置，其原理如圖所示。E是內阻不計、電動勢為6V的電源。是一種阻值為的定值電阻。V是由抱負電壓表改裝成的指針式測風力顯示屏。R是與迎風板A相連的一種壓敏電阻，其阻值可隨風的壓力大小變化而變化，其關系以下表所示。迎風板A的重力無視不計。試求：壓力F/N050100150200250300…電阻30282624222018…（1）運用表中的數據歸納出電阻R隨風力F變化的函數式；（2）若電壓表的最大量程為5V，該裝置能測得的最大風力為多少牛頓；（3）當風力F為500N時，電壓表達數是多少；（4）如果電源E的電動勢減少，要使相似風力時電壓表測得的示數不變，需要調換，調換后的的阻值大小如何變化？（只寫結論）【答案】（1）；（2）；（3）；（4）阻值變大【解析】【分析】【詳解】（1）通過表中數據可得：，故R與F成線性變化關系設它們的關系式為：代入數據得：①（2）由題意，上的電壓，通過的電流為②③解①~④式，得，當電壓表兩端電壓為5V時，測得的風力最大④（3）由①式得⑤（4）阻值變大2．如圖所示電路中，，，，電池的內阻，電動勢．（1）閉合開關S，求穩定后通過的電流．（2）求將開關斷開后流過的總電荷量．【答案】（1）1A；（2）【解析】【詳解】（1）閉合開關S電路穩定后，電容視為斷路，則由圖可知，與串聯，由閉合電路的歐姆定律有：因此穩定后通過的電流為1A．（2）閉合開關S后，電容器兩端的電壓與的相等，有將開關S斷開后，電容器兩端的電壓與電源的電動勢相等，有流過的總電荷量為3．手電筒里的兩節干電池（串聯）用久了，燈泡發出的光會變暗，這時我們會覺得電池沒電了。但有人為了“節省”，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E1=1.5V，內阻r1=0.3Ω；一節舊電池的電動勢E2=1.2V，內阻r2=4.3Ω。手電筒使用的小燈泡的電阻R=4.4Ω。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)根據上面的計算成果，分析將新、舊電池搭配使用與否妥當。【答案】(1)2.64V；(2)1.29V；(3)不當當。由于舊電池內阻消耗的電壓Ur不不大于其電動勢E2（或其消耗的電壓不不大于其提供的電壓），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舊電池的內阻r2上的電壓(3)不當當。由于舊電池內阻消耗的電壓Ur不不大于其電動勢E2（或其消耗的電壓不不大于其提供的電壓），燈泡的電壓變小。4．在如圖所示的電路中，電阻箱的阻值R是可變的，電源的電動勢為E，電源的內阻為r，其它部分的電阻均可無視不計。（1）閉合開關S，寫出電路中的電流I和電阻箱的電阻R的關系體現式；（2）若電源的電動勢E為3V，電源的內阻r為1Ω，閉合開關S，當把電阻箱R的阻值調節為14Ω時，電路中的電流I為多大？此時電源兩端的電壓（路端電壓）U為多大？【答案】(1)(2)0.2A2.8V【解析】【詳解】（1）由閉合電路的歐姆定律，得關系體現式:（2）將E=3V，r=1Ω，R=14Ω，代入上式得：電流表的示數I==0.2A電源兩端的電壓U=IR=2.8V5．如圖所示，豎直放置的兩根足夠長的光滑金屬導軌相距為L，導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K相連．整個空間充滿了垂直于導軌平面對外的勻強磁場，其磁感應強度的大小為B．一質量為m，電阻不計的金屬棒ab橫跨在導軌上．已知電源電動勢為E，內阻為r，電容器的電容為C，定值電阻的阻值為R0，不計導軌的電阻．（1）當K接1時，金屬棒ab在磁場中正好保持靜止，則滑動變阻器接入電路的阻值R為多大？（2）當K接2后，金屬棒ab從靜止開始下落，下落距離s時達成穩定速度，則此穩定速度的大小為多大？下落s的過程中所需的時間為多少？（3）ab達成穩定速度后，將開關K忽然接到3，試通過推導，闡明ab作何種性質的運動？求ab再下落距離s時，電容器儲存的電能是多少？（設電容器不漏電，此時電容器沒有被擊穿）【答案】（1）（2）（3）勻加速直線運動【解析】【詳解】（1）金屬棒ab在磁場中正好保持靜止，由BIL=mg

得

（2）由

得

由動量定理，得

其中得（3）K接3后的充電電流

mg-BIL=ma

得=常數因此ab棒的運動性質是“勻加速直線運動”，電流是恒定的．

v22-v2=2as根據能量轉化與守恒得

解得：【點睛】本題是電磁感應與電路、力學知識的綜合，核心要會推導加速度的體現式，通過分析棒的受力狀況，擬定其運動狀況．6．如圖所示的電路中，電源的電動勢，內阻未知，，，L為規格“，”的燈泡，開關S斷開時，燈泡正好正常發光．（不考慮溫度對燈泡電阻的影響）試求：（1）燈泡的額定電流和和燈絲電阻；（2）電源的內阻；（3）開關S閉合時，燈泡實際消耗的功率．【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）燈泡的額定電流，燈絲電阻；（2）斷開S時，燈L正常發光，即，根據閉合電路歐姆定律，得；（3）閉合S時，設外電路總電阻為，；因此；設干路電流為，則；燈兩端的電壓，則；燈的實際功率為：．點睛：對于直流電路的計算問題，往往先求出局部的電阻，再求出外電路總電阻，根據歐姆定律求出路端電壓和總電流，再計算各部分電路的電壓和電流．7．如圖所示的電路中，當S閉合時，電壓表和電流表(均為抱負電表)的示數各為1.6V和0.4A．當S斷開時，它們的示數各變化0.1V和0.1A，求電源的電動勢和內電阻．【答案】E＝2V，r＝1Ω【解析】試題分析：當S閉合時，R1、R2并聯接入電路，由閉合電路歐姆定律得：U1＝E－I1r即E＝1．6＋0．4r，①當S斷開時，只有R1接入電路，由閉合電路歐姆定律得：U2＝E－I2r，即E＝（1．6＋0．1）＋（0．4－0．1）r，②由①②得：E＝2V，r＝1Ω．考點：閉合電路歐姆定律【名師點睛】求解電源的電動勢和內阻，經常根據兩種狀況由閉合電路歐姆定律列方程組求解，因此要切記閉合電路歐姆定律的不同體現形式．8．如圖所示電路，已知R3=4Ω，閉合電鍵，安培表讀數為0.75A，伏特表讀數為2V，通過一段時間，一種電阻被燒壞(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）R1的阻值是多少？（3）能否求出電源電動勢E和內阻r？如果能，求出成果；如果不能，闡明理由．【答案】（1）R2被燒斷路（2）4Ω（3）只能求出電源電動勢E而不能求出內阻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，闡明外電阻增大，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.。（3）第一種狀況下，有：電阻R3兩端的電壓為：U3=I1R1-U1=0.75×4-2=1V，通過電阻R3的電流為，根據閉合電路歐姆定律得：E=I1R1+（I1+I3）（R4+r）第二狀況下，有E=U1′+I1′（R4+r）代入可得：E=3+（R4+r）E=3.2+0.8（R4+r）解得：E=4V，R4+r=1Ω，由于R4未知，故只能求出電源電動勢E而不能求出內阻r?！久麕燑c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狀況，根據閉合電路歐姆定律列出兩個方程，求解電動勢或內阻，是慣用的辦法；此題同時給了我們一種測量電動勢的辦法.9．如圖所示的電路中，電阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，電源內電阻r=1Ω，閉合開關S，抱負電流表的示數I2=0.4A．求：（1）電阻R3兩端的電壓U3；（2）流過電阻R1的電流I1的大??；（3）電源的總功率P．【答案】（1）6.0V（2）0.6A（3）7.2W【解析】【詳解】（1）電阻R3兩端有電壓為（V）（2）通過電阻R3的電流大小：A流過電阻R1的電流大小為：I1=I2+I3=0.4+0.2=0.6A（3）電源的電動勢為：V電源的總功率為P=I1E=7.2W或=7.2W10．如圖所示，導體桿ab的質量為kg，電阻為，放置在與水平面成角的光滑傾斜金屬導軌上，導軌間距為0.5m且電阻不計，系統處在垂直于導軌平面對上的勻強磁場中，磁感應強度為0.2T，電源內阻為，通電后桿能靜止于導軌上，g取10m/s2。求：（1）電源電動勢E；（2）若忽然將磁場反向，求反向后瞬間導體桿的加速度。（不計磁場反向引發的電磁感應效應）【答案】(1)(2)【解析】【詳解】（1）開關閉合，通電導體棒受重力、安培力、支持力而處在靜止狀態，受力示意圖以下：沿斜面方向受力平衡：①根據歐姆定律：②聯立①、②解得：③（2）磁場反向后，導體棒將沿導軌向下加速運動，受力示意圖以下由牛頓第二定律：④解得：（沿導軌平面對下）⑤11．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系圖線，OM是某定值電阻R的伏安特性曲線，由圖求：（1）R的阻值；（2）處在直線OM與AB交點C時電源的輸出功率；（3）電源的最大輸出功率。【答案】（1）（2）8W（3）9W【解析】【分析】（1）根據伏安特性曲線的斜率求出電阻的阻值．（2）交點對應的電壓和電流為電源輸出電壓和輸出電流，根據P=UI求出電源的輸出功率．（3）當外電阻等于內阻時，電源輸出功率最大．【詳解】（1）OM是電阻的伏安特性曲線，電阻：．（2）交點C處電源的輸出功率為：（3）電源的最大輸出功率Pm，是在外電阻的阻值恰等于電源內電阻時達成的．答：（1）R的阻值為2Ω．（2）處在直線OM與AB交點C時電源的輸出功率為8W．（3）電源的最大輸出功率為9W．【點睛】對于圖線核心要根據物理規律，從數學角度來理解其物理意義．本題要抓住圖線的斜率、交點的意義來理解圖象的意義．12．如圖所示的電路中，電源電動勢E=10V，電阻R1=2.5Ω，R2=3Ω，當電阻箱Rx調到3Ω時，抱負電流表的示數為2A．求：(1)電源的內電阻