高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

1、高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题( 含答案 )一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示的电路中，电源电动势e 12 v，内阻 r 0.5 ，电动机的电阻r0 1.0，电阻 r1 2.0 。电动机正常工作时，电压表的示数u1 4.0 v，求：(1)流过电动机的电流；(2)电动机输出的机械功率；(3)电源的工作效率。【答案】（ 1） 2a；（ 2） 14w；（ 3） 91.7%【解析】【分析】【详解】(1)电动机正常工作时，总电流为i u 1 2ar1(2)电动机两端的电压为u e ir u1=(12 2 0.5 4.0) v 7 v电动机消耗的电功率为p 电 ui

2、72 w 14 w电动机的热功率为p 热 i2r0 22 1 w4 w电动机输出的机械功率p 机 p 电 p 热 10 w(3)电源释放的电功率为p 释 ei 122 w 24 w有用功率p 有 uii 2 r122w电源的工作效率p有 =91.7%p释2 如图所示电路中，r14， r26， c30f ，电池的内阻r2，电动势e12v （ 1）闭合开关 s，求稳定后通过 r1的电流（ 2）求将开关断开后流过 r1的总电荷量4【答案】（ 1） 1a；（ 2） 1.810c【详解】（1）闭合开关 s 电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，r1与 r2 串联，由闭合电路的欧姆定律有：e121air4

3、6 2r1 r2所以稳定后通过r1 的电流为 1a（2）闭合开关 s 后，电容器两端的电压与r2 的相等，有u c16v6v将开关 s 断开后，电容器两端的电压与电源的电动势相等，有u ce 12v流过 r1的总电荷量为q cu ccu c 30 10 612 6 c 1.8 10 4 c3 如图所示，电路中电源内阻不计，水平放置的平行金属板、b间的距离为，金属板ad长为 l，在两金属板左端正中间位置m，有一个小液滴以初速度v0 水平向右射入两板间，已知小液滴的质量为 m，带负电，电荷量为 q要使液滴从 b板右侧边缘射出电场，电动势e是多大？ ( 重力加速度用 g 表示 )【答案】e2md 2

4、v02 2mgdql2q【解析】【详解】由闭合电路欧姆定律得eei2rr r两金属板间电压为ubae ir2由牛顿第二定律得q u ba mgmad液滴在电场中做类平抛运动，有0d12l v t22at联立解得 e2md 2v022mgdql2q【点睛】题是电路与电场两部分知识的综合，关键是确定电容器的电压与电动势的关系，掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律4 如图所示， r 为电阻箱， v 为理想电压表当电阻箱读数为r1 2时，电压表读数为u 4v；当电阻箱读数为r 5时，电压表读数为u 5v求：122（1）电源的电动势 e 和内阻 r（2）当电阻箱 r 读数为多少时，电源的输出功率最大？

5、最大值pm 为多少？【答案】（ 1） e=6 v r =1 （ 2）当 r=r=1 时， pm=9 w【解析】【详解】（1）由闭合电路欧姆定律euir 得：eu 1u 1r ，代入得 e 4442r ，r12eu 2u 2r ，代入得： e555r ，r2r5联立上式并代入数据解得：e=6v， r=1 （2）当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时电源的输出功率最大，即有r=r=1 电源的输出功率最大为：pmi 2 r( e ) 2 re262w9w ；2r4r415 如图所示， e=l0v， r=1，r1=r3=5， r2=4， c=100 f ，当断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态；求：(1

6、) s 闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2) s 闭合后流过 r3 的总电荷量【答案】 (1) g，方向竖直向上 4(2)4 10c【解析】【详解】（1）开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qemg 且 qe 竖直向上s 闭合后， qemg 的平衡关系被打破s 断开时，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有u cr2e 4v ，r1 rr2qu cmgds 闭合后，r2e 8vu cr2r设带电粒子加速度为a，则qu c mgma ，d解得 a g，方向竖直向上（2） s 闭合后，流过r3 的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以4q c（ uc uc） 4 10 c6 利

7、用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表和电压表的示数分别为 0.20a 和 2.90v改变滑片的位置后，两表的示数分别为 0.40a 和 2.80v这个电源的电动势和内电阻各是多大？【答案】 e=3.00v， r=0.50 【解析】【分析】【详解】根据全电路欧姆定律可得：；，联立解得： e=3.00v， r=0.50 7 如图的电路中，电池组的电动势e=30v，电阻，两个水平放置的带电金属板间的距离 d=1.5cm。在金属板间的匀强电场中，有一质量为-8m=710 kg，带电量c 的油滴，当把可变电阻器r 的阻值调到 35接入电路时，带电油滴恰好3

8、静止悬浮在电场中，此时安培表示数i=1.5a，安培表为理想电表，取g 10m/s2，试求：（ 1）两金属板间的电场强度；（ 2）电源的内阻和电阻 r1 的阻值；（ 3） b 点的电势 【答案】（ 1） 1400n/c （2）（ 3） 27v【解析】【详解】（ 1）由油滴受力平衡有， mg=qe，得到代入计算得出： e=1400n/c（ 2）电容器的电压 u3=ed=21v流过的电流b 点与零电势点间的电势差根据闭合电路欧姆定律得，电源的内阻（3）由于 u1=b-0，b 点的电势大于零，则电路中b 点的电势b=27v.8 如图所示 ，电源电动势e27 v，内阻 r 2 ， 固定电阻 r2 4 ，

9、 r1 为光敏电阻 c 为平行板电容器 ，其电容 c 3pf，虚线到两极板距离相等，极板长l 0.2 m，间距 2a、 b 构成 ，它可绕 aa轴d 1.0 10 mp 为一圆盘 ，由形状相同透光率不同的二个扇形转动当细光束通过扇形a、 b 照射光敏电阻 r1 时， r1 的阻值分别为 12 、 3 有.带电量401为 q 1.0 10c 微粒沿图中虚线以速度 10 m/s 连续射入c 的电场中假设照在vr上的光强发生变化时r1 阻值立即有相应的改变重力加速度为g 10 m/s 2.(1)求细光束通过 a 照射到 r1 上时 ，电容器所带的电量；(2)细光束通过 a 照射到 r 上时 ，带电微

10、粒刚好沿虚线匀速运动，求细光束通过b 照射到1r1 上时带电微粒能否从c 的电场中射出【答案】 （1） q 1.810 11 c （ 2）带电粒子能从 c 的电场中射出【解析】【分析】由闭合电路欧姆定律求出电路中电流，再由欧姆定律求出电容器的电压，即可由q=cu 求其电量；细光束通过a 照射到 r1 上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，电场力与重力二力平衡细光束通过 b 照射到 r1 上时，根据牛顿第二定律求粒子的加速度，由类平抛运动分位移规律分析微粒能否从 c 的电场中射出【详解】（1）由闭合电路欧姆定律，得ie27r2 r1.5ar112 4 2又电容器板间电压u cu 2ir2 ，得 uc

11、=6v设电容器的电量为q，则 q=cuc解得 q 1.810 11c（2）细光束通过a 照射时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则有mg q u cd解得 m 0.6 10 2 kg细光束通过 b 照射时，同理可得 u c12v由牛顿第二定律，得 q u cmg ma 解得 a10m/s2d微粒做类平抛运动，得y1 at 2 ， tlv02解得 y 0.2 102 md ， 所以带电粒子能从c 的电场中射出2【点睛】本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动，解题的关键是明确带电粒子的受力情况，判断其运动情况，对于类平抛运动，要掌握分运动的规律并能熟练运用9 电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中电源的路

12、端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 ，定值电阻r0 3 （ 1）当 r 为何值时， r0 消耗的功率最大，最大值为多少？（ 2）当 r 为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？【答案】（ 1） 0； 10.9w；（ 2） 4.5 ；13.3w【解析】【分析】（ 1）由乙图得电源的电动势和内阻，当 r=0 时， r0 消耗的功率最大；（ 2）当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，依次计算求解【详解】（1）由题干乙图知电源的电动势和内阻为：e=20v， r= 20 5 =7.5 2由题图甲分析知道，当r=0 时， r 消耗的功率最大，最大为0e2202pm=r0 =3w

13、=10.9wr7.5r03（2）当 r r0=r ，即 r=4.5 时，电源的输出功率最大，最大值e22p=(r+r0)=20(3+4.5)w=13.3wr0rr3 4.5 7.510 如图所示的电路中，当开关k 断开时， v、 a 的示数分别为2.1v 和 0.5a，闭合 k 后它们的示数变为2v 和 0.6a，求电源的电动势和内电阻？（两表均为理想表）【答案】 2.6v，1【解析】【分析】【详解】解：根据欧姆定律得：eu 1i1 r ，eu 2i 2 r代入数据得：e2.1 0.5r ， e20.6r解得：e=2.6v， r=111 如图所示，电源的电动势e=110v，电阻 r101=21

14、 ，电动机绕组的电阻 r =0.5，电键 s始终闭合当电键s2 断开时，电阻r1 的电功率是525w；当电键 s2 闭合时，电阻r1 的电功率是 336w ，求：（ 1）电源的内电阻；（ 2）当电键 s2 闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率【答案】 （1） 1（ 2） 1606w【解析】【分析】【详解】设 s2 断开时 r1 消耗的功率为p1，则e2r1p1r1r代入数据可以解得，r1设 s2 闭合时 r1 两端的电压为u，消耗的功率为p2，则u 2p2解得，r1u=84v由闭合电路欧姆定律得，euir代入数据，得i26a流过 r1 的电流为i1，流过电动机的电流为i2，i1u4 ar1而电流关系 :i 1i 2i所以i 222a由ui 2p出i 22 r0代入数据得，p1606w出12 如图所示，电源电动势e=8v，内阻为r=05， “ 3v， 3w”的灯泡 l 与电动机m 串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻r=1 5求：（ 1）通过电动机的电流；（ 2）电源的输出功率；（ 3）电动机的输出功率【答案】（ 1） 1a；（ 2） 7 5w；（ 3） 3w【解析】试题分析：（1）灯泡l 正常发光，通过灯泡的