高考物理部分電路歐姆定律練習題

1、高考物理部分電路歐姆定律練習題一、高考物理精講專題部分電路歐姆定律1.如圖所示電路,A、B兩點間接上一電動勢為 4V、內(nèi)電阻為1的直流電源，3個電阻的阻值均為4 電容器的電容為20科研始開關閉合，電流表內(nèi)阻不計 ，求：(1)電流表的讀數(shù)；(2)電容器所帶電荷量；(3)開關斷開后，通過K的電荷量.【答案】(1) 0.8A (2) 6.4X1-0C; (3) 3.2 X 15C【解析】試題分析：(1)當電鍵S閉合時，電阻r、e被短路.根據(jù)歐姆定律得，電流表的讀數(shù)I A 0.8AR3 r 4 1(2)電容器所帶的電量 Q=CU3=CIR3=20X T0X 0. 8 X 4C=6.45俁 10(3)斷

2、開電鍵S后，電容器相當于電源，外電路是 R、R2相當并聯(lián)后與R3串聯(lián).由于各 個電阻都相等，則通過 R2的電量為Q' =2Q=3.2 X 10C考點：閉合電路的歐姆定律；電容器【名師點睛】此題是對閉合電路的歐姆定律以及電容器的帶電量的計算問題；解題的關鍵 是搞清電路的結(jié)構(gòu)，知道電流表把兩個電阻短路；電源斷開時要能搞清楚電容器放電電流 的流動路線，此題是中等題，考查物理規(guī)律的靈活運用2.如圖甲所示，半徑為 r的金屬細圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t的變化關系為B kt (k>0,且為已知的常量)。(1)已知金屬環(huán)的電阻為Ro根據(jù)法拉第電磁感應定律，求金

3、屬環(huán)的感應電動勢E感和感應電流I;(2)麥克斯韋電磁理論認為：變化的磁場會在空間激發(fā)一種電場，這種電場與靜電場不 同，稱為感生電場或渦旋電場。圖甲所示的磁場會在空間產(chǎn)生如圖乙所示的圓形渦旋電 場，渦旋電場的電場線與金屬環(huán)是同心圓。金屬環(huán)中的自由電荷在渦旋電場的作用下做定向運動，形成了感應電流。渦旋電場力F充當非靜電力，其大小與渦旋電場場強E的關系滿足F qE。如果移送電荷q時非靜電力所做的功為 W,那么感應電動勢 E感 W。圖甲圖乙. 1a.請推導證明：金屬環(huán)上某點的場強大小為E kr;2b.經(jīng)典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞。在

4、考慮大量自由電子的統(tǒng)計結(jié)果時，電子與金屬離子的碰撞結(jié)果可視為導體對電子有連續(xù)的阻力，其大小可表示為f bv (b>0,且為已知的常量)。已知自由電子的電荷量為e,金屬環(huán)中自由電子的總數(shù)為No展開你想象的翅膀，給出一個合理的自由電子的運動模型，并在此基礎上，求出金屬環(huán)中的感應電流I。(3)宏觀與微觀是相互聯(lián)系的。若該金屬單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n,請你在(1)和(2)的基礎上推導該金屬的電阻率p與n、b的關系式。k <2kNe2b【答案】(1) E咸 k r I (2) a.見解析；b. I (3)2心R4力ne2【解析】試題分析(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律和歐姆定律即可求解感應電流；

5、(2)根據(jù)電流的定義式，及自由電子在電場力作用下沿環(huán)運動的情況求出環(huán)形電流的表達式；(3)利用前兩問的結(jié)論，結(jié)合電阻定律即可求出電阻率。(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律有:e。一個自由電子在電場力的作用下沿圓環(huán)運動根據(jù)歐姆定律有：I E酸工 R R(2) a.設金屬環(huán)中自由電子的電荷量為電場力做的功：W eE 2 71r解得:W eE 2 7re e2 <E又因為：E感 k/ .1所以：E -kr2b.假設電子以速度 v沿金屬環(huán)做勻速圓周運動，導體對電子的阻力f bv o沿切線方向，根據(jù)牛屯第二定律有：bv eE 0一一 1又因為：E kr2解得：vker2b電子做勻速圓周運動的周期T2 7

6、1r4 7bkeNe kNe 則IT 47b一 k(3)由(1)和(2)中的結(jié)論可知kkNe24 Tib .2設金屬導線的橫截面積為S,則有R 2所以又因為2 7fbsNe2S 2 < n解得:b2ne【點睛】考查法拉第電磁感應定律的應用，掌握電路歐姆定律、電阻定律，電流的定義 式，注意符號之間的運算正確性，及物理模型的架構(gòu)與物理規(guī)律的正確選用是解題的關 鍵.3 . 一臺電動機額定電壓為 220V,線圈電阻R=0. 5Q ,電動機正常工作時通過電動機線圈 的電流為4A,電動機正常工作 10s,求：(1)消耗的電能.(2)產(chǎn)生的熱量.(3)輸出的機械功率.【答案】(1)消耗的電能為8800

7、J; (2)產(chǎn)生的熱量為80J; (3)輸出的機械能為8720J.【解析】試題分析：(1)電動機額定電壓為 220V,電流為4A,電動機正常工作10s,消耗的電能： W=Ut=220 X4X 10=8800J;(2)產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt=42X0. 5X 10=80J；(3)根據(jù)能量守恒定律，輸出的機械能為：E卞a=W- Q=8800- 80=8720J ;考點：電功、電功率.4 .如圖所示電路中，燈 當滑片P滑到最下端時,L標有“6V, 3W ,定值電阻 R=4Q, F2=10Q,電源內(nèi)阻 r=2 Q ,理想電流表讀數(shù)為1A,此時燈L恰好正常發(fā)光，試求：(1)滑線變阻器最大值R;(2)

8、當滑片P滑到最上端時，電流表的讀數(shù)【答案】【解析】U 2試題分析：(1)燈L的電阻為：R.= UL=12QPl當P滑到下端時，R2被短路，燈L與整個變阻器 R并聯(lián)，此時燈正常發(fā)光，通過燈 L的電流為：I l=自=0. 5AU L通過變阻器 R的電流為：I r=I A-I L=1A-0. 5A=0. 5A則Ir=Il,即得滑線變阻器最大值為：R=RL=12Q(2)電源電動勢：e I (R1rRRl ) 12V =R RL當P滑到上端時，燈L、變阻器R及電阻R2都被短路，此時電流表的讀數(shù)為：I ' = E =2AR r考點：【名師點睛】閉合電路的歐姆定律5.若加在某導體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/p>

9、3時，導體中的電流減小了0.4A.如果所加電壓5變?yōu)樵瓉淼?倍，則導體中的電流為多大？【答案】2A【解析】【詳解】設是導體兩端原來的電壓為U,電流為I,則導體電阻R 5又由題，導體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?5時，導體中的電流減小了 0.4 A,則有3UR=5(I 0.4)聯(lián)立得U = 3UI 5 I 0.4解得I=1.0A ,當電壓變?yōu)?U時,I =2I=2A6 .如圖為實驗室常用的兩個量程的電流表原理圖.當使用O、A兩接線柱時，量程為 0.6A;當使用。、B兩接線柱時，量程為 3 A.已知表頭的內(nèi)阻 Rg= 200帛滿偏電流Ig=100 mA.求分流電阻Ri和R2.并聯(lián)分流電路的特點就是電壓相同

10、.在改裝的電流表中，各量程達到滿偏電流時，通過表頭”的電流仍為滿偏電流.接 O、A 時：IgRg=(Ii-Ig)(Ri+R2)接 O、B 時:Ig(Rj+R2)=(l2-Ig)Ri聯(lián)立以上兩式，把 Ig= 0.1 A, Rg=200 Q Ii = 0.6 A, 12=3 A代入并解之得Ri =8 Q R2= 32 Q即量程為0.6 A時，(Ri+R2)為分流電阻；量程為3 A時，Ri為分流電阻，R2為分壓電阻.7 .如圖所示電路中，Ri4 Q,R2R312q,R46A、B間電壓恒定.當開關S斷開時，電壓表示數(shù)為 42V,求: (i)這時電流表示數(shù).(2)當開關S閉合后，電壓表示數(shù)和電流表示數(shù).

11、【答案】(i) 3.5A ( 2) 27V 6A【解析】【詳解】(1)當開關S斷開時，電壓表測的是R2兩端的電壓，則電流:U 42R2123.5A電流表與R2串聯(lián)，所以電流表的示數(shù)為3.5A;(2)當開關S斷開時，R兩端的電壓為:U4IR43.56 21V則A、B間的電壓為:U Uv U44227 63 V當開關S閉合后，R與R2并聯(lián)，則并聯(lián)電阻為:R12R1R2R1R2&與R4并聯(lián)，則并聯(lián)電阻為:R34R3R4R4所以此時電路的總電阻為:R12則電路的總電流為:6379A所以電壓表的示數(shù)為:UvIR1227V則R3與R4并聯(lián)電壓為:U34 UU 126327 36 V所以電流表的示數(shù)

12、為:U 34R43668 .如圖所示的電路中，已知 AB間的電壓Uab 24V ,電阻R1 10 , R2 20R3 30 , X、丫表示兩個理想表，求下列情況下兩電表的讀數(shù)：(1) X、Y分別表示兩個電壓表；(2) X、Y分別表示兩個電流表；(3) X表示電流表，Y表示電壓表.©【答案】(1) U1 20V , U2 12V(2) Ii 3.6A , I22A (3) I 2.4A,U 24V【解析】【詳解】(1) X、Y分別表示兩個電壓表電流為Vi、 V2,三個電阻是串聯(lián)關系;RiR20.4A電壓表Vi讀數(shù)為電壓表V2讀數(shù)為(2) X、Y分別表示兩個電流表 通過電阻Ri的電流為U

13、iUiAi、A2,Ii通過電阻R2的電流為通過電阻R3的電流為電流表Ai的電流為:電流表A2的電流為R2R320VRiR2i2V三個電阻是并聯(lián)關系;2.4Ai.2AR2R30.8AIaiIi I3 3.2AIA2 I2 I3 2A(3) X表示電流表 A, Y表示電壓表 V,電阻R2和R3被短路,電流表讀數(shù)為URi2.4A電壓表V讀數(shù)為24V;R是與電熱毯與電阻絲串聯(lián)9.如圖，是一個電熱毯示意電路圖.Ro是電熱毯中的電阻絲,的電阻.電熱毯上標有 “220V 100W字樣，S是控制電熱毯處于加熱狀態(tài)或保溫狀態(tài)的開 關.(1)用學過的公式推理說明開關S斷開時，電熱毯是處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)？(2

14、)若要求在保溫時電流通過電阻絲R)每分鐘有60J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電阻 R的阻值是多大？【答案】(1)電熱毯處于保溫狀態(tài)(2) 4356a【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)公式:的一定，t 一定時，電熱毯功率大時，處于加熱狀態(tài)S閉合時，R0發(fā)熱功率：2Po I2Ro U &R0S斷開時，R0發(fā)熱功率：2P0 I 2Ro U R R Ro比較兩式得P0 P0所以當S閉合，電熱毯處于加熱狀態(tài).(2)根據(jù) “ 220V 100W” 可得R保溫時：電阻 R0兩端電壓為U0已知：Qq=60J, t=1min=60sS斷開，電熱毯處于保溫狀態(tài).UpP0些 484.100則有:U0QoR022 V所

15、以R上分到的電壓為Ur U Uo 220-22=198V根據(jù)Ur Ru7R解得：R=4356Q10 .如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖。電動機內(nèi)電阻r=0.8阜電路中另一電阻 R= 10 Q直流電壓U=160 V,電壓表示數(shù) Uv= 110 V。試求：(1)通過電動機的電流；(2)輸入電動機的電功率；【答案】(1) 5 A (2) 550 W【解析】【分析】本題考查非純電阻電路情況下歐姆定律的應用和電功率概念的理解與應用 【詳解】(1)由電路中的電壓關系可得電阻R的分壓Ur U Uv 50V ,流過電阻R的電流Ur, AIr 5A ,即通過電動機的電流，Im Ir 5A。R(2

16、)電動機的分壓Um Uv 110V ,輸入電動機的功率 臉=ImUm 550W 。11 . 一個T形電路如圖所示，電路中的電阻R = 10 Q R2= 120 Q R3=40 加有一測試電源，電動勢為100 V,內(nèi)阻忽略不計(1)當cd端短路時，ab之間的等效電阻是多少？(2)當ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為多少 V?sr1【答案】(1) 40a (2) 80V【解析】【詳解】(1)當cd端短路時，ab間電路的結(jié)構(gòu)是：電阻 &、R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，等效電阻為：R必R1儂*10 40R2 R3120 40(2)當ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓等于電阻 R3兩端的電壓R3一 ER34040 10100V 80V12 .可以用電學方法來測水流的速度。如圖所示，將小鉛球P系在細金屬絲下，懸掛在 O點，開始時小鉛球 P沿豎直方向處于靜止狀態(tài)，當將小鉛球P放入水平流動的水中時，球向左擺起一定的角度 0O為了測定水流的速度 V,在水平方向固定一根電阻絲 BC,使C端 位于O點的正下方，它與金屬絲接觸良好，不計摩擦，還有一個電動勢為E的電源(內(nèi)阻不計)和一只電壓表。(1)設計一個電路，使水流速度增大時，電壓表的示數(shù)也增大，在題圖上畫出原理圖。(2)已知水流對小球的作用力 F與水流速度V的關系為