高中物理高考物理閉合電路的歐姆定律答題技巧及練習(xí)題(含答案)

1、高中物理高考物理閉合電路的歐姆定律答題技巧及練習(xí)題( 含答案 )一、高考物理精講專(zhuān)題閉合電路的歐姆定律1 如圖所示， r1 r32r2 2r4，電鍵 s 閉合時(shí)，間距為d 的平行板電容器 c 的正中間有一質(zhì)量為 m，帶電量為 q 的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)；現(xiàn)將電鍵s斷開(kāi)，小球?qū)⑾螂娙萜髂骋粋€(gè)極板運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)電源內(nèi)阻，求：(1)電源的電動(dòng)勢(shì)大?。?2)小球第一次與極板碰撞前瞬間的速度大小。2mgdgd【答案】 (1) e(2) v0q3【解析】【詳解】(1)電鍵 s 閉合時(shí)， r1、 r3 并聯(lián)與 r4 串聯(lián)， (r2 中沒(méi)有電流通過(guò))uc u4 1 e2對(duì)帶電小球有：qu cqemg2dd2mg

2、d得： eq(2)電鍵 s 斷開(kāi)后， r1、 r4 串聯(lián)，則e2mgdu c33q小球向下運(yùn)動(dòng)與下極板相碰前瞬間，由動(dòng)能定理得mgdq u c1mv2222gd解得： v032 如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)e 12 v，內(nèi)阻 r 0.5 ，電動(dòng)機(jī)的電阻r0 1.0 ，電阻 r1 2.0 。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)u1 4.0 v，求：(1)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；(2)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率；(3)電源的工作效率?！敬鸢浮浚?1） 2a；（ 2） 14w；（ 3） 91.7%【解析】【分析】【詳解】(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，總電流為i u 1 2ar1(2)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為u e ir u1=(

3、12 2 0.5 4.0) v 7 v電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為p 電 ui 72 w 14 w電動(dòng)機(jī)的熱功率為p 熱 i2r0 22 1 w4 w電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率p 機(jī) p 電 p 熱 10 w(3)電源釋放的電功率為p 釋 ei 122 w 24 w有用功率p 有 uii 2 r122w電源的工作效率p有p釋=91.7%3 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，可以定性簡(jiǎn)化成如圖所示的電路。在水平地面上有b5 t

4、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(xiàn)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)，安培力與阻力相等，即bilf阻400n解得i400 a則uir40

5、0v電源 e 相當(dāng)于要用鋰電池串聯(lián)節(jié)數(shù)u400n100節(jié)e44 如圖所示電路中，r14， r26， c30f ，電池的內(nèi)阻r2，電動(dòng)勢(shì)e 12v （ 1）閉合開(kāi)關(guān) s，求穩(wěn)定后通過(guò) r1的電流（ 2）求將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后流過(guò) r1的總電荷量【答案】（ 1） 1a；（ 2） 1.8 10 4 c【解析】【詳解】（1）閉合開(kāi)關(guān) s 電路穩(wěn)定后，電容視為斷路，則由圖可知，r 與 r2 串聯(lián)，由閉合電路的1歐姆定律有：e121ai4 6 2r1 r2 r所以穩(wěn)定后通過(guò)r1 的電流為 1a（2）閉合開(kāi)關(guān) s 后，電容器兩端的電壓與r2 的相等，有u c1 6v 6v將開(kāi)關(guān) s 斷開(kāi)后，電容器兩端的電壓與電源的

6、電動(dòng)勢(shì)相等，有u ce 12v流過(guò) r1的總電荷量為64 cq cu c cu c 30 1012 6 c 1.8 105 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) e1=1.5v，內(nèi)阻 r1 =0.3 ；一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢(shì)e2=1.2v，內(nèi)阻 r2=4.3 。手電筒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

7、否妥當(dāng)?！敬鸢浮?(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u大于其電動(dòng)勢(shì)e（或其消耗的電壓大于其提供的r2電壓），燈泡的電壓變小。6 如圖所示， e=l0v， r=1，r1=r3=5， r

8、2=4， c=100 f ，當(dāng)斷開(kāi)時(shí)，電容器中帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)；求：(1) s 閉合后，帶電粒子加速度的大小和方向；(2) s 閉合后流過(guò) r3 的總電荷量【答案】 (1) g，方向豎直向上 4(2)4 10c【解析】【詳解】（1）開(kāi)始帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，必有qemg 且 qe 豎直向上s 閉合后， qemg 的平衡關(guān)系被打破s 斷開(kāi)時(shí)，帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)電容器兩極板間距離為d，有u cr2e 4v ，r1 rr2qu cmgds 閉合后，r2u ce8vr2r設(shè)帶電粒子加速度為a，則qu c mgma ，d解得 a g，方向豎直向上（2） s 閉合后，流過(guò)r3 的總電

9、荷量等于電容器上電荷的增加量，所以4q c（ uc uc） 4 10 c7 如圖所示，導(dǎo)體桿ab 的質(zhì)量為0.022，放置在與水平面成30o 角的光滑kg，電阻為傾斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為0.5m且電阻不計(jì)，系統(tǒng)處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2t，電源內(nèi)阻為 1，通電后桿能靜止于導(dǎo)軌上，g 取 10m/s 2。求：（ 1）電源電動(dòng)勢(shì) e；（ 2）若突然將磁場(chǎng)反向，求反向后瞬間導(dǎo)體桿的加速度。（不計(jì)磁場(chǎng)反向引起的電磁感應(yīng)效應(yīng)）【答案】 (1) e3v(2) a10m/s2【解析】【詳解】（1）開(kāi)關(guān)閉合，通電導(dǎo)體棒受重力、安培力、支持力而處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力示意圖如下：沿斜面方

10、向受力平衡：bilmg sin 30 o根據(jù)歐姆定律：eirr聯(lián)立、解得：e3v（2）磁場(chǎng)反向后，導(dǎo)體棒將沿導(dǎo)軌向下加速運(yùn)動(dòng)，受力示意圖如下由牛頓第二定律：bilmg sin 30oma 解得：a10m/s2 （沿導(dǎo)軌平面向下）8 電路如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)e28v ,內(nèi)阻r =2 ,電阻r112, r2r44, r38, c 為平行板電容器,其電容c=3.0pf,虛線(xiàn)到兩極板間距離相等 ,極板長(zhǎng) l=0.20m ,兩極板的間距d1.010 2 m（1）若開(kāi)關(guān) s 處于斷開(kāi)狀態(tài) ,則當(dāng)其閉合后 ,求流過(guò) r4 的總電荷量為多少 ?（2）若開(kāi)關(guān) s 斷開(kāi)時(shí) ,有一帶電微粒沿虛線(xiàn)方向以v02.0m

11、/ s 的初速度射入 c 的電場(chǎng)中 ,:,此帶電微粒以相同初速度沿虛線(xiàn)方向射入c的電剛好沿虛線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng) 問(wèn) 當(dāng)開(kāi)關(guān) s 閉合后場(chǎng)中 ,能否從 c 的電場(chǎng)中射出 ?( g 取 10m / s2 )【答案】（ 1） 6.0 1012 c ；（ 2）不能從 c 的電場(chǎng)中射出 .【解析】【詳解】（1）開(kāi)關(guān) s 斷開(kāi)時(shí) ,電阻 r3 兩端的電壓為u 3r3e16vr3rr2開(kāi)關(guān) s 閉合后 ,外電阻為r1r2r36rr2r3r1路端電壓為ur21v .rer此時(shí)電阻 r3 兩端電壓為u 3r2r3u14vr3則流過(guò) r4 的總電荷量為qcu 3cu 36.010 12 c（2）設(shè)帶電微粒質(zhì)量為m ,電荷

12、量為 q當(dāng)開(kāi)關(guān) s 斷開(kāi)時(shí)有qu 3mgd當(dāng)開(kāi)關(guān) s 閉合后 ,設(shè)帶電微粒加速度為a ,則mgqud3 ma設(shè)帶電微粒能從c 的電場(chǎng)中射出 ,則水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:ltv0豎直方向的位移為:y 1 at 22由以上各式求得13dy6.2510m故帶電微粒不能從c 的電場(chǎng)中射出 .9 如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌abdc，相距l(xiāng) 0.50m， bd間連有一固定電阻r 0.20 ，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度導(dǎo)體棒 mn 垂直放在導(dǎo)軌上，其電阻也為b0.40 t 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，r，導(dǎo)體棒能無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，當(dāng) mn 以v4.0m/s 的速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：（ 1）導(dǎo)體

13、棒 mn 中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；（ 2）回路中感應(yīng)電流的大小，流過(guò)r 的電流方向 ；（ 3）導(dǎo)體棒 mn 兩端電壓的大小【答案】 (1) 0.80v；(2)2a， b 到 d；（3） 0.4v?！窘馕觥俊痉治觥浚?1）導(dǎo)體垂直切割磁感線(xiàn)，由公式e=blv 求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（ 2） mn 相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流大??；（ 3）棒兩端的電壓是路端電壓，由 u=ir 即可求出結(jié)果【詳解】（ 1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eblv 0.80 v（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律得，通過(guò)r 的電流ie2 a2r由右手定則可知，流過(guò)r 的電流方向?yàn)閎 到 d（3）導(dǎo)體棒mn 兩端電壓

14、為路端電壓，則：uir0.4 v【點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)、電路和磁場(chǎng)相結(jié)合的綜合題，應(yīng)用e=blv、歐姆定律即可解題，要注意ab 切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，ab 相當(dāng)于電源， ab 兩端電勢(shì)差不是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而是路端電壓10 如圖所示 ,電源電動(dòng)勢(shì) e=10v,內(nèi)阻 r=1,定值電阻 r1 =3。電鍵 s 斷開(kāi)時(shí) ,定值電阻 r2 的功率為 6w,電源的輸出功率為 9w。電鍵 s 接通后 ,理想電流表的讀數(shù)為 1.25a。求出：（ 1）斷開(kāi)電鍵 s 時(shí)電流表的讀數(shù)；（ 2）定值電阻 r3 的阻值?！敬鸢浮?(1)1a(2)12【解析】【詳解】（1）電鍵斷開(kāi)時(shí)，電阻r1 消耗的功率為：p1p出 - p

15、23w根據(jù)pi 2 r11解得i1a（2）由閉合電路的歐姆定律eir1r并r2 r3r并r2r3解得r 31211 如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì) e=8v，內(nèi)阻為 r=05， “ 3v， 3w”的燈泡 l 與電動(dòng)機(jī) m 串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈電阻r=1 5求：（ 1）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；（ 2）電源的輸出功率；（ 3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率【答案】（ 1） 1a；（ 2） 7 5w；（ 3） 3w【解析】試題分析：（ 1）燈泡 l 正常發(fā)光，通過(guò)燈泡的電流，i l pl 1au l電動(dòng)機(jī)與燈泡串聯(lián)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流im=il=1（ a）；（ 2）路端電壓： u=e-ir=7 5（ v），電源的輸出功率： p=ui=7 5（ w）；（ 3）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓 um =u-ul=4 5（ v）；電動(dòng)機(jī)的輸出功率p 輸出 =um im -im 2r=3w考點(diǎn)：電功率；閉合電路歐姆定律【名師點(diǎn)睛】此題考查了電功率及閉合電路歐姆定律的應(yīng)用；注意電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，輸出功率等于輸入功率與熱功率之差；要注意功率公式的適用條件12 在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器r 使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5 a 和 1.0 v；重新調(diào)節(jié)r 使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 a 和 15.0