高考物理部分電路歐姆定律練習(xí)題

1、高考物理部分電路歐姆定律練習(xí)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(diǎn)間接上一電動(dòng)勢(shì)為 4V、內(nèi)電阻為1的直流電源，3個(gè)電阻的阻值均為4 電容器的電容為20科研始開關(guān)閉合，電流表內(nèi)阻不計(jì) ，求：(1)電流表的讀數(shù)；(2)電容器所帶電荷量；(3)開關(guān)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(dāng)電鍵S閉合時(shí)，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(dāng)于電源，外電路是 R、R2相當(dāng)并聯(lián)后與R3串聯(lián).由于各 個(gè)電阻都相等，則通過 R2的電量為Q' =2Q=3.2 X 10C考點(diǎn)：閉合電路的歐姆定律；電容器【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)閉合電路的歐姆定律以及電容器的帶電量的計(jì)算問題；解題的關(guān)鍵 是搞清電路的結(jié)構(gòu)，知道電流表把兩個(gè)電阻短路；電源斷開時(shí)要能搞清楚電容器放電電流 的流動(dòng)路線，此題是中等題，考查物理規(guī)律的靈活運(yùn)用2.如圖甲所示，半徑為 r的金屬細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)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(yīng)定律，求金

3、屬環(huán)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E感和感應(yīng)電流I;(2)麥克斯韋電磁理論認(rèn)為：變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不 同，稱為感生電場(chǎng)或渦旋電場(chǎng)。圖甲所示的磁場(chǎng)會(huì)在空間產(chǎn)生如圖乙所示的圓形渦旋電 場(chǎng)，渦旋電場(chǎng)的電場(chǎng)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(chǎng)的作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成了感應(yīng)電流。渦旋電場(chǎng)力F充當(dāng)非靜電力，其大小與渦旋電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的關(guān)系滿足F qE。如果移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為 W,那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E感 W。圖甲圖乙. 1a.請(qǐng)推導(dǎo)證明：金屬環(huán)上某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E kr;2b.經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)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(jì)結(jié)果時(shí)，電子與金屬離子的碰撞結(jié)果可視為導(dǎo)體對(duì)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(gè)合理的自由電子的運(yùn)動(dòng)模型，并在此基礎(chǔ)上，求出金屬環(huán)中的感應(yīng)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(qǐng)你在(1)和(2)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)該金屬的電阻率p與n、b的關(guān)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(yīng)定律和歐姆定律即可求解感應(yīng)電流；

5、(2)根據(jù)電流的定義式，及自由電子在電場(chǎng)力作用下沿環(huán)運(yùn)動(dòng)的情況求出環(huán)形電流的表達(dá)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(yīng)定律有:e。一個(gè)自由電子在電場(chǎng)力的作用下沿圓環(huán)運(yùn)動(dòng)根據(jù)歐姆定律有：I E酸工 R R(2) a.設(shè)金屬環(huán)中自由電子的電荷量為電場(chǎng)力做的功：W eE 2 71r解得:W eE 2 7re e2 <E又因?yàn)椋篍感 k/ .1所以：E -kr2b.假設(shè)電子以速度 v沿金屬環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體對(duì)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?yàn)椋篍 kr2解得：vker2b電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(shè)金屬導(dǎo)線的橫截面積為S,則有R 2所以又因?yàn)? 7fbsNe2S 2 < n解得:b2ne【點(diǎn)睛】考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，掌握電路歐姆定律、電阻定律，電流的定義 式，注意符號(hào)之間的運(yùn)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(guān) 鍵.3 . 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電壓為 220V,線圈電阻R=0. 5Q ,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)線圈 的電流為4A,電動(dòng)機(jī)正常工作 10s,求：(1)消耗的電能.(2)產(chǎn)生的熱量.(3)輸出的機(jī)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(jī)械能為8720J.【解析】試題分析：(1)電動(dòng)機(jī)額定電壓為 220V,電流為4A,電動(dòng)機(jī)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(jī)械能為：E卞a=W- Q=8800- 80=8720J ;考點(diǎn)：電功、電功率.4 .如圖所示電路中，燈 當(dāng)滑片P滑到最下端時(shí),L標(biāo)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(shí)燈L恰好正常發(fā)光，試求：(1)滑線變阻器最大值R;(2)

8、當(dāng)滑片P滑到最上端時(shí)，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(dāng)P滑到下端時(shí)，R2被短路，燈L與整個(gè)變阻器 R并聯(lián)，此時(shí)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(dòng)勢(shì)：e I (R1rRRl ) 12V =R RL當(dāng)P滑到上端時(shí)，燈L、變阻器R及電阻R2都被短路，此時(shí)電流表的讀數(shù)為：I ' = E =2AR r考點(diǎn)：【名師點(diǎn)睛】閉合電路的歐姆定律5.若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/p>

9、3時(shí)，導(dǎo)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(dǎo)體中的電流為多大？【答案】2A【解析】【詳解】設(shè)是導(dǎo)體兩端原來的電壓為U,電流為I,則導(dǎo)體電阻R 5又由題，導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?5時(shí)，導(dǎo)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(dāng)電壓變?yōu)?U時(shí),I =2I=2A6 .如圖為實(shí)驗(yàn)室常用的兩個(gè)量程的電流表原理圖.當(dāng)使用O、A兩接線柱時(shí)，量程為 0.6A;當(dāng)使用。、B兩接線柱時(shí)，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(diǎn)就是電壓相同

10、.在改裝的電流表中，各量程達(dá)到滿偏電流時(shí)，通過表頭”的電流仍為滿偏電流.接 O、A 時(shí)：IgRg=(Ii-Ig)(Ri+R2)接 O、B 時(shí):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(shí)，(Ri+R2)為分流電阻；量程為3 A時(shí)，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(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為 42V,求: (i)這時(shí)電流表示數(shù).(2)當(dāng)開關(guān)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(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表測(cè)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(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，R兩端的電壓為:U4IR43.56 21V則A、B間的電壓為:U Uv U44227 63 V當(dāng)開關(guān)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(shí)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(gè)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(gè)電壓表；(2) X、Y分別表示兩個(gè)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(gè)電壓表電流為Vi、 V2,三個(gè)電阻是串聯(lián)關(guān)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(gè)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(gè)電阻是并聯(lián)關(guān)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(gè)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(biāo)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(guān).(1)用學(xué)過的公式推理說明開關(guān)S斷開時(shí)，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(shí)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(shí)，電熱毯功率大時(shí)，處于加熱狀態(tài)S閉合時(shí)，R0發(fā)熱功率：2Po I2Ro U &R0S斷開時(shí)，R0發(fā)熱功率：2P0 I 2Ro U R R Ro比較兩式得P0 P0所以當(dāng)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(shí)：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(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的電流；(2)輸入電動(dòng)機(jī)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(yīng)用和電功率概念的理解與應(yīng)用 【詳解】(1)由電路中的電壓關(guān)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(dòng)機(jī)的電流，Im Ir 5A。R(2

16、)電動(dòng)機(jī)的分壓Um Uv 110V ,輸入電動(dòng)機(jī)的功率 臉=ImUm 550W 。11 . 一個(gè)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(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100 V,內(nèi)阻忽略不計(jì)(1)當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是多少？(2)當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為多少 V?sr1【答案】(1) 40a (2) 80V【解析】【詳解】(1)當(dāng)cd端短路時(shí)，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(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，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(xué)方法來測(cè)水流的速度。如圖所示，將小鉛球P系在細(xì)金屬絲下，懸掛在 O點(diǎn)，開始時(shí)小鉛球 P沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)將小鉛球P放入水平流動(dòng)的水中時(shí)，球向左擺起一定的角度 0O為了測(cè)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(diǎn)的正下方，它與金屬絲接觸良好，不計(jì)摩擦，還有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的電源(內(nèi)阻不計(jì))和一只電壓表。(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使水流速度增大時(shí)，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(duì)小球的作用力 F與水流速度V的關(guān)系為