高中物理闭合电路的欧姆定律模拟试题一

1、高中物理闭合电路的欧姆定律模拟试题(1)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示电路，a、b 两点间接上一电动势为4v、内电阻为1 的直流电源，三个电阻的阻值均为4，电容器的电容为20 f，电流表内阻不计，求：(1)闭合开关 s 后，电容器所带电荷量；(2)断开开关 s 后，通过r2 的电荷量。【答案】 (1)6.4 10-5c； (2) 3.210 5 c【解析】【分析】【详解】(1) 当电键 s 闭合时，电阻r1 、 r2 被短路，据欧姆定律得电流表的读数为ie14a0.8arr34电容器所带电荷量q cu 3 cir 3201060.84c 6.4 10 5 c(2)断开电键后

2、，电容器相当于电源，外电路r1 、 r2 并联后与 r3 串联，由于各个电阻相等，则通过 r2 的电荷量为q1 q3.210 5 c22 小勇同学设计了一种测定风力大小的装置，其原理如图所示。e 是内阻不计、电动势为6v 的电源。 r0 是一个阻值为40的定值电阻。 v 是由理想电压表改装成的指针式测风力显示器。 r 是与迎风板a 相连的一个压敏电阻，其阻值可随风的压力大小变化而改变，其关系如下表所示。迎风板a 的重力忽略不计。试求： 力 f/ n050100150200250300 阻 r /30282624222018（ 1）利用表中的数据 出 阻r 随 力 f 化的函数式；（ 2）若 表

3、的最大量程 5v， 装置能 得的最大 力 多少牛 ；（ 3）当 力 f 为 500n ， 表示数是多少；（4）如果 源 e 的 降低，要使相同 力 表 得的示数不 ，需要 r0 ， 后的 r0 的阻 大小如何 化？（只写 ）【答案】（ 1） r30 0.04 f () ；（ 2） fm550n ；（ 3） u4.8v ；（ 4）阻 大【解析】【分析】【 解】fc ，故 r 与 f 成 性 化关系 它 的关系式 ：（1）通 表中数据可得：rrkfb代入数据得：r 30 0.04f () （2）由 意， r0 上的 u r05v ，通 r0 的 流 iu r0r0u reu r0rii解 式，得，

4、当 表两端 u r 为 5v ， 得的 力最大fm550n （3）由 式得 r10r0 e4.8v ur0r（4）阻 大3 如 所示，金属 平面 摩擦因数0.2，与水平方向成 37角，其一端接有 动势 e 4.5v，内阻 r 0.5 的直流 源。 把一 量m 0.1kg 的 体棒ab 放在 上， 体棒与 接触的两点 距离l 2m， 阻r 2.5 ，金属 阻不 。在 所在平面内，分布着磁感 度b 0.5t，方向 直向上的匀 磁 。己知sin37 0.6， cos370.8， g 10m/s 2（不考 磁感 影响），求：(1)通过导体棒中电流大小和导体棒所受安培力大小；(2)导体棒加速度大小和方向

5、。【答案】 (1) 1.5a， 1.5n；(2)2.6m/s 2，方向沿导轨平面向上【解析】【详解】(1)由闭合电路欧姆定律可得ei1.5arr根据安培力公式可得导体棒所受安培力大小为fbil1.5n(2)对导体棒受力分析，根据牛顿第二定律有bil cos mgsin fmaffncosbilsinmg联立可得a2.6m/s 2方向沿导轨平面向上4 如图所示的电路中，两平行金属板a、b 水平放置，两板间的距离d=40 cm。电源电动势 e=24 v，内电阻r=1 ，电阻 r=15 。闭合开关 s，待电路稳定后，将一带正电的小球从b 板小孔以初速度v0=4 m/s 竖直向上射入两板间，小球恰能到

6、达a 板。若小球带电荷量为-2-22q=1 10 c，质量为m=2 10 kg，不考虑空气阻力，取 g=10 m/s 。求：（ 1） a、b 两板间的电压 u；（ 2）滑动变阻器接入电路的阻值rp；（ 3）电源的输出功率 p。【答案】（ 1） 8v；（ 2） 8；（ 3） 23w【解析】【详解】（1）对小球从 b 到 a 的过程，由动能定理：qu mgd 01mv22解得： u=8v（2）由欧姆定律有：iu电流为： irp解得： rp8eurr（3）根据电功率公式有：pi 2 rrp解得： p23w5 如图所示，电源的电动势e 110v ，电阻 r1 21，电动机绕组的电阻 r 0.5，开关

7、s1 始终闭合当开关s2 断开时，电阻 r1 的电功率是525w ；当开关 s2 闭合时，电阻r1 的电功率是 336w ，求：（ 1）电源的内电阻 r；（ 2）开关 s2 闭合时电动机的效率。【答案】（ 1） 1；（ 2） 86.9%。【解析】【详解】（1） s2 断开时 r1 消耗的功率为p1 525w ，则e211pr1 rr代入数据得 r =1（2） s2 闭合时 r1 两端的电压为u，消耗的功率为p2 336 w ，则p2u 2r1解得 u=84v由闭合电路欧姆定律得euir代入数据得i =26a设流过 r1 的电流为i 1，流过电动机的电流为i2，则i1u4 ar1又i 1i 2i

8、解得 i2 =22a则电动机的输入功率为pmui 2代入数据解得pm1848 w电动机内阻消耗的功率为pri 22r代入数据解得pr242 w则电动机的输出功率ppmpr1606w所以开关 s2 闭合时电动机的效率p100%86.9%pm6 在图中 r1 14，r2 9当开关处于位置 1 时，电流表读数 i1 0.2a；当开关处于位置 2 时，电流表读数 i2 0.3a求电源的电动势 e 和内电阻 r【答案】 3v，1【解析】【详解】当开关处于位置1 时，根据闭合电路欧姆定律得：e=i1（ r1+r）当开关处于位置2 时，根据闭合电路欧姆定律得：e=i2（ r2+r）代入解得： r=1， e=

9、3v答：电源的电动势e=3v，内电阻r=17 如图所示，电路中接一电动势为 4v、内阻为 2 的直流电源，电阻 r1、 r2 、r3、 r4 的阻值均为 4，电容器的电容为 30f，电流表的内阻不计，当电路稳定后，求：（ 1）电流表的读数（ 2）电容器所带的电荷量（ 3）如果断开电源，通过 r2 的电荷量-5q-5【答案】（ 1） 0.4a（2=2.410 c） 4.8 10c （ 3）2【解析】【分析】【详解】当电键 s 闭合时，电阻r 、 r2 被短路根据欧姆定律求出流过r3 的电流，即电流表的读1数电容器的电压等于r3 两端的电压，求出电压，再求解电容器的电量断开电键s 后，电容器通过

10、r 、 r2 放电，r 、 r2 相当并联后与r3 串联再求解通过r2 的电量11（1）当电键 s 闭合时，电阻r1 、 r2 被短路根据欧姆定律得e0.4 a电流表的读数 irr3（2）电容器所带的电量qcu 3 cir34.810 5 c（3）断开电键 s 后，电容器相当于电源，外电路是r1 、 r2 相当并联后与r3 串联由于各个电阻都相等，则通过r2 的电量为 q1 q2.4 10 5 c28 如图所示，线段a 为某电源的u i 图线，线段b 为某电阻r 的 u i 图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求：（ 1）电源的输出功率 p 出 是多大？（ 2）电源内部损耗的电功率 p 内是

11、多少？（ 3）电源的效率 是多大？【答案】（ 1） 4w，（ 2）2w，（ 3）66.7 %【解析】试题分析：（1）由电源的u-i 图象读出电动势，求出内阻两图线交点表示电阻与电源组成闭合电路时的工作状态，读出电压和电流，由公式p=ui 求出电源的输出功率出 （ 2 ） 电 源 内 部 损 耗 的 电 功 率 由 公 式内2求 解 （ 3 ） 电 源 的 总 功 率 为pirpp ie，电源的效率为p出 代入数据求解即可总p总（1）从 a 的图线可读出，电源的电动势e=3v，内阻 re3i m0.56从图象的交点可读出：路端电压u=2v，电路电流 i=2a则电源的输出功率为 pui22w4w出

12、（2）电源内部损耗的电功率22pir2 0.5w2w内（3）电源的总功率为 p总ie23w6wp出4100%66.7%故电源的效率为p总6【点睛】本题考查对电源和电阻伏安特性曲线的理解能力，关键要理解两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态，能直接读出电流和路端电压，从而求出电源的输出功率9 如图所示，电阻r1 2，小灯泡l 上标有 “ 3v1.5 w ”，电源内阻 r 1，滑动变阻器的最大阻值为 r0（大小未知），当触头p 滑动到最上端 a 时安培表的读数为 l a，小灯泡 l 恰好正常发光，求：(1)滑动变阻器的最大阻值r0；(2)当触头 p 滑动到最下端b 时，求电源的总

13、功率及输出功率【答案】 （1） 6（ 2） 12 w ； 8 w【解析】【分析】【详解】（1）当触头 p 滑动到最上端 a 时，流过小灯泡l 的电流为： i lpl0.5au l流过滑动变阻器的电者呐： i 0 i a i l 0.5 a故： r0u l6i 0（2）电源电动势为：eu li a (r1r )6v当触头 p ，滑动到最下端b 时，滑动交阻器和小灯泡均被短路电路中总电流为：ie2ar1r故电源的总功率为：pei12w总输出功率为： p出eii 2 r8w10 如图所示的电路中，电源电动势e11v，内阻 r1 ；电阻 r14 ，电阻r26 ，电容器 c 30 f ，电池内阻r1 1

14、 闭合 s，求稳定后通过电路的总电流；2 闭合 s，求稳定后电容器所带的电荷量；3 然后将开关 s 断开，求这以后流过r1 的总电量【答案】11a；2 1?.8 10 4 c ； 3 1.5? 10 4 c.【解析】【分析】【详解】1 电容器相当于断路，根据闭合电路欧姆定律，有e11ia 1a ；r1 r2 r4 6 12 电阻 r2 的电压为： u 2ir21a66v，故电容器带电量为： q2cu 23010 6 f6v1.8 10 4 c ；3 断开 s 后，电容器两端的电压等于电源的电动势，电量为：q2 ce30106 f11v3.3104 c故流过r1的电荷量为：vqq2 q23.3

15、104 c1.8104 c1.5104 c11 如图所示为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量为500 n，电源电动势为110v，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为 5 a，求：(1)提升重物消耗的功率；(2)电动机线圈的电阻【答案】 (1)450 w(2)4【解析】（ 1）重物被提升的功率（ 2）此时电路中的电流为 5a 则电源的总功率所以线圈电阻消耗的功率为由欧姆定律可得：12 如图所示的电路中，电源电动势e=10v，电阻 r1=2.5 ， r2=3，当电阻箱 rx 调到 3时，理想电流表的示数为 2 a求：(1)电源的内电阻？(2)调节电阻箱，使电流表的示数为【答案】 (1) r = 1 (2)p2=6.45w【解析】1.6a时，电阻r2 消耗的电功率？【分析】可先求出总电阻，应用闭合电路欧姆定律，求出总电流后，即为电流表