高中物理閉合電路的歐姆定律技巧和方法完整版及練習(xí)題

1、高中物理閉合電路的歐姆定律技巧和方法完整版及練習(xí)題一、高考物理精講專題閉合電路的歐姆定律1 如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5v，內(nèi)阻為0.12 ，外電路的電阻為1.38 ，求電路中的電流和路端電壓【答案】 1a； 1.38v【解析】【分析】【詳解】閉合開(kāi)關(guān)s 后，由閉合電路歐姆定律得：電路中的電流i 為： i=a=1a路端電壓為： u=ir=11.38=1.38（ v）2 愛(ài)護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)；改善環(huán)境，從我做起；文明乘車(chē)，低碳出行。隨著冬季氣候的變化， 12 月 6 號(hào)起，陽(yáng)泉開(kāi)始實(shí)行機(jī)動(dòng)車(chē)單雙號(hào)限行。我市的公交和出租車(chē)，已基本實(shí)現(xiàn)全電動(dòng)覆蓋。既節(jié)約了能源，又保護(hù)了環(huán)境。電機(jī)驅(qū)動(dòng)的原理，可以定

2、性簡(jiǎn)化成如圖所示的電路。在水平地面上有b5 t 的垂直于平面向里的磁場(chǎng)，電阻為1 的導(dǎo)體棒ab 垂直放在寬度為0.2m的導(dǎo)體框上。電源e 是用很多工作電壓為4v 的18650鋰電池串聯(lián)而成的，不計(jì)電源內(nèi)阻及導(dǎo)體框電阻。接通電源后ab恰可做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若ab 需要克服400n的阻力做勻速運(yùn)動(dòng)，問(wèn)：（ 1）按如圖所示電路， ab 會(huì)向左還是向右勻速運(yùn)動(dòng)？（ 2）電源 e 相當(dāng)于要用多少節(jié)鋰電池串聯(lián)？【答案】（ 1）向右；（ 2） 100 節(jié)【解析】【分析】【詳解】(1)電流方向由 a 到 b，由左手定則可知導(dǎo)體棒 ab 受到向右的安培力，所以其向右勻速運(yùn)動(dòng)。(2)ab 做勻速運(yùn)動(dòng)，安培力與阻力相

3、等，即bilf阻400n解得i400 a則uir400v電源 e 相當(dāng)于要用鋰電池串聯(lián)節(jié)數(shù)u400n100節(jié)3 手電筒里的兩節(jié)干電池（串聯(lián)）用久了，燈泡發(fā)出的光會(huì)變暗，這時(shí)我們會(huì)以為電池沒(méi)電了。但有人為了“節(jié)約”，在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用。設(shè)一節(jié)新電池的電動(dòng)勢(shì) e11=0.3 ；一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢(shì)22。手電筒=1.5v，內(nèi)阻 re =1.2v，內(nèi)阻 r =4.3使用的小燈泡的電阻r=4.4 。求：(1)當(dāng)使用兩節(jié)新電池時(shí)，燈泡兩端的電壓；(2)當(dāng)使用新、舊電池混裝時(shí)，燈泡兩端的電壓及舊電池的內(nèi)阻r2上的電壓；(3)根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，分析將新、舊電池搭配使用是否妥當(dāng)?！敬鸢浮?/p>

4、 (1)2.64v； (2)1.29v； (3)不妥當(dāng)。因?yàn)榕f電池內(nèi)阻消耗的電壓ur大于其電動(dòng)勢(shì)2e（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(jié)新電池串聯(lián)時(shí)，電流i = 2e10.6ar 2r1燈泡兩端的電壓uir2.64v(2)一新、一舊電池串聯(lián)時(shí)，電流i = e1e20.3arr1 r2燈泡兩端的電壓ui r1.32v舊電池的內(nèi)阻r 2 上的電壓u ri r21.29v(3)不妥當(dāng)。因?yàn)榕f電池內(nèi)阻消耗的電壓ur 大于其電動(dòng)勢(shì)e2（或其消耗的電壓大于其提供的電壓），燈泡的電壓變小。4 電源的電動(dòng)勢(shì)為4.8v、外電阻為4.0 時(shí)，路端電壓為4.0v。如果

5、在外電路并聯(lián)一個(gè)6.0 的電阻，路端電壓是多大？【答案】 3.6v【解析】【詳解】由題意可知當(dāng)外電阻為4.0 時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知電流u 外4 a 1.0air4由閉合電路歐姆定律ei (rr )代入數(shù)據(jù)解得r=0.8 當(dāng)外電路并聯(lián)一個(gè)6.0 的電阻時(shí)46r并2.446電路中的總電流e4.8ia=1.5ar并 r2.4 0.8所以路端電壓ui r并1.52.4v3.6v5 如圖所示，金屬導(dǎo)軌平面動(dòng)摩擦因數(shù) 0.2，與水平方向成 37角，其一端接有電動(dòng)勢(shì) e 4.5v，內(nèi)阻 r 0.5 的直流電源?，F(xiàn)把一質(zhì)量m 0.1kg 的導(dǎo)體棒 ab 放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間距離l 2m，電阻

6、r 2.5 ，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度b 0.5t，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。己知sin37 0.6， cos370.8， g 10m/s 2（不考慮電磁感應(yīng)影響），求：(1)通過(guò)導(dǎo)體棒中電流大小和導(dǎo)體棒所受安培力大?。?2)導(dǎo)體棒加速度大小和方向?！敬鸢浮?(1) 1.5a， 1.5n；(2)2.6m/s 2，方向沿導(dǎo)軌平面向上【解析】【詳解】(1)由閉合電路歐姆定律可得ei1.5arr根據(jù)安培力公式可得導(dǎo)體棒所受安培力大小為fbil1.5n(2)對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有bil cos mgsin fmaffncosbilsinmg聯(lián)立可得a2.6m/s

7、 2方向沿導(dǎo)軌平面向上6 如圖所示， r 為電阻箱， v 為理想電壓表當(dāng)電阻箱讀數(shù)為r1 2時(shí)，電壓表讀數(shù)為u1 4v；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為r2 5時(shí)，電壓表讀數(shù)為u2 5v求：（1）電源的電動(dòng)勢(shì) e 和內(nèi)阻 r（2）當(dāng)電阻箱 r 讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值pm 為多少？【答案】（ 1） e=6 v r =1 （ 2）當(dāng) r=r=1 時(shí)， pm=9 w【解析】【詳解】（1）由閉合電路歐姆定律euir 得：eu 1u 1r ，代入得 e442r ，r142eu 2u 2r ，代入得： e555r ，r2r5聯(lián)立上式并代入數(shù)據(jù)解得：e=6v， r=1 （2）當(dāng)電阻箱的阻值等于電源的內(nèi)電阻時(shí)

8、電源的輸出功率最大，即有r=r=1 電源的輸出功率最大為：pmi 2 r ( e ) 2 re262w9w ；2r4r417 如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì) e 12v ，內(nèi)阻未知， r1 8 ， r2 1.5 ， l 為規(guī)格“ 3v ， 3w ”的燈泡，開(kāi)關(guān) s 斷開(kāi)時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光（不考慮溫度對(duì)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(nèi)阻；（ 3）開(kāi)關(guān) s 閉合時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率【答案】 （1） 1a3（ 2） 1（ 3） 0.48w【解析】（1）燈泡的額定電流i 0p03a1a，燈絲電阻 rlu 0 2u 033 ；p0（2）斷開(kāi) s 時(shí)，燈 l

9、正常發(fā)光，即i 1i 0 ，根據(jù)閉合電路歐姆定律e i（0 r1rl r），得 re( r1rl )121 ；i 08 31（3）閉合 s 時(shí)，設(shè)外電路總電阻為r外 ， r并rl r231.5；rl r2311.5所以 r外r并 r1189 ；設(shè)干路電流為 i 總 ，則 i 總er12 a1.2a ；r外91燈兩端的電壓 u l ，則 u li 總rl r21.21v 1.2v ；r2rl燈的實(shí)際功率為 pl ： plu l21.21.2w0.48w rl3點(diǎn)睛：對(duì)于直流電路的計(jì)算問(wèn)題，往往先求出局部的電阻，再求出外電路總電阻，根據(jù)歐姆定律求出路端電壓和總電流，再計(jì)算各部分電路的電壓和電流8

10、如圖所示，合上電鍵s1。當(dāng)電鍵s2 閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.75a；當(dāng)電鍵s2 斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5a， r1=r2=2。求電源電動(dòng)勢(shì)e 和內(nèi)電阻r?！敬鸢浮?e=1.5v r=1?！窘馕觥俊驹斀狻慨?dāng)電鍵 s2 閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.75a，有：e i（1 r并r） i1( r1r )2當(dāng)電鍵 s2 斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5a，有：e=i2（ r1+r）代入數(shù)據(jù)解得e=1.5vr =1。9 如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì) e=8v，內(nèi)阻 r=10， r1=20 ,r2=30 ,電容器兩極板間距 d=0.1m 。當(dāng)電鍵閉合時(shí)，一質(zhì)量 m=210-3kg 的帶電液滴恰好靜止在兩極板中間。取

11、重力加速度g=10m/s2，求：（1）帶電液滴所帶電荷量的大小q 以及電性；（2）斷開(kāi)電鍵，電容器充放電時(shí)間忽略不計(jì)，液滴運(yùn)動(dòng)到某一極板處需要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間？【答案】（ 1） 510-4c，帶正電；（ 2） 0.1s?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）電鍵閉合時(shí)，兩板間電壓u1：r2u 1e4vr1r2r液滴保持靜止：q u 1mgd解得： q=510-4c，帶正電（2）電鍵斷開(kāi)時(shí)，兩板間電壓：u2=e=8v液滴向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a：u 2qmgmadd 1 at 22 2解得： t=0.1s10 如圖所示，已知路端電壓u18 v，電容器c12f，電阻12 6f、c 3r 6、 r 3當(dāng).開(kāi)關(guān) s 斷

12、開(kāi)時(shí)， a、b 兩點(diǎn)間的電壓uab 等于多少？當(dāng)s 閉合時(shí)，電容器c1 的電荷量改變了多少？【答案】 18 v；減少了 53.6 10 c【解析】【詳解】在電路中電容器 c12s 斷開(kāi)時(shí)，電路中無(wú)電流，b、 c等勢(shì)， a、 d 等勢(shì)，、 c 相當(dāng)于斷路 .當(dāng)因此 uab u 18 v.當(dāng) s 閉合時(shí)， r1和21122r串聯(lián)， c 兩端的電壓等于 r 兩端電壓， c兩端的電壓為 r 兩端電壓， c1 電荷量變化的計(jì)算首先從電壓變化入手.當(dāng) s 斷開(kāi)時(shí)， uac 18 v，電容器 c1 帶電荷量為11 ac 6 4q c u 6 10 18 c 1.08 10c.當(dāng) s 閉合時(shí)，電路r1、 r2

13、 導(dǎo)通，電容器c1 兩端的電壓即電阻r1 兩端的電壓，由串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系得6 18 v 12vu uac36此時(shí)電容器 c1 的帶電荷量為 6 5q c1uac 6 10 12 c 7.2 10c電容器c1 帶電荷量的變化量為1 3.65q q q 10c負(fù)號(hào)表示減少，即5c1 的帶電荷量減少了 3.6 10c.11 如圖甲所示，水平面上放置一矩形閉合線框abcd， 已知 ab 邊長(zhǎng) l1 =1.0m、 bc 邊長(zhǎng)l2=0.5m ，電阻 r=0.1 。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于線框平面，線框恰好有一半處在磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 b 在 0.2s 內(nèi)隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向。

14、線框在摩擦力作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)。求：（ 1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。唬?2）線框中產(chǎn)生的焦耳熱；（ 3）線框受到的摩擦力的表達(dá)式?！敬鸢浮浚?1） 0.25v；（ 2） 0.125j；（ 3） 1.25 t 0.1 n 【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(chǎng)中的面積不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度在不斷增大，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知b sb bc 1 abe n=2tttb 等于乙圖象中b-t 圖線的斜率1t/s，聯(lián)立求得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e0.25vt（2）因磁場(chǎng)均勻變化，故而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定，根據(jù)閉合電路歐姆定律知，在這0.2s 內(nèi)

15、產(chǎn)生的感應(yīng)電流ei2.5ar再根據(jù)焦耳定律有q =i 2 rt0.125j（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ff安 =bil(0.1t) 2.5 0.5n1.25(t0.1)n12 如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)e=6v，內(nèi)阻 r=1 外電路中電阻r1=2， r2=3，r3=7.5 電容器的電容c=4f（ 1）電鍵 s 閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所帶的電量（ 2）電鍵從閉合到斷開(kāi)，流過(guò)電流表a 的電量65【答案】 7.210c ; 1.9210c【分析】【詳解】（1）電鍵 s 閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所在電路沒(méi)有電流外電路總電阻為： 3干路電流為： 1. 5a路端電壓為： u e ir 4. 5v電容器的電壓為：u1 1. 8v所以電容器