高中物理试卷分类汇编物理闭合电路的欧姆定律(及答案)含解析

1、高中物理试卷分类汇编物理闭合电路的欧姆定律( 及答案 ) 含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示，水平u 形光滑框架，宽度l1m ，电阻忽略不计，导体棒ab 的质量m0.2kg ，电阻 r 0.5 ，匀强磁场的磁感应强度b 0.2t ，方向垂直框架向上.现用f1n 的拉力由静止开始向右拉ab 棒，当 ab 棒的速度达到 2m / s 时，求此时：1 ab 棒产生的感应电动势的大小；2 ab 棒产生的感应电流的大小和方向；3 ab 棒所受安培力的大小和方向；4 ab 棒的加速度的大小【答案】（）0.4v （） 0.8a 从 a 流向 b（） 0.16n 水平向左（） 4.2m

2、/ s2【解析】【分析】【详解】试题分析： （ 1）根据切割产生的感应电动势公式e=blv，求出电动势的大小（ 2）由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小，由右手定则判断电流的方向.（ 3）由安培力公式求出安培力的大小，由左手定则判断出安培力的方向（4）根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度（1）根据导体棒切割磁感线的电动势e blv 0.21 2v0.4v（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流e0.4ia 0.8 a，由右手定则可知电流方向r0.5为：从 a 流向 b（3） ab 受安培力 f bil 0.2 0.81n0.16n ，由左手定则可知安培力方向为：水平向左（4）根据牛顿第二定律有 ：

3、 ff安ma ，得 ab 杆的加速度ff安10.16 m / s24.2m / s2am0.22 如图所示电路，电源电动势为 1.5v，内阻为 0.12 ，外电路的电阻为 1.38 ，求电路中的电流和路端电压【答案】 1a； 1.38v【解析】【分析】【详解】闭合开关s 后，由闭合电路欧姆定律得：电路中的电流i 为： i=a=1a路端电压为： u=ir=11.38=1.38（ v）3 电源的电动势为4.8v、外电阻为4.0 时，路端电压为4.0v。如果在外电路并联一个6.0 的电阻，路端电压是多大？【答案】 3.6v【解析】【详解】由题意可知当外电阻为4.0 时，根据欧姆定律可知电流u 外4i

4、a 1.0ar4由闭合电路欧姆定律ei (rr )代入数据解得r=0.8 当外电路并联一个6.0 的电阻时46r并2.446电路中的总电流e4.8ia=1.5ar并 r2.4 0.8所以路端电压ui r并1.52.4v3.6v4 如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为l，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器r）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关k 相连整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为b一质量为m，电阻不计的金属棒ab 横跨在导轨上已知电源电动势为e，内阻为r，电容器的电容为c，定值电阻的阻值为 r0，不计导轨的电阻（1）当 k 接 1时，金属棒

5、 ab 在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值r 为多大？（2）当 k 接 2后，金属棒 ab 从静止开始下落，下落距离s 时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落s 的过程中所需的时间为多少？（3） ab 达到稳定速度后，将开关k 突然接到 3 ，试通过推导，说明 ab 作何种性质的运动？求 ab 再下落距离 s 时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿）【答案】（ 1） eblr （ 2）b4l4sm2 gr02（ 3）匀加速直线运动mgscb2 l2mgmgr0 b2 l2m cb2 l2【解析】【详解】（1）金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止，

6、由 bil=mgierr得 reblrmg（2）由 mgb2 l2vr0得 vmgr0b2 l2由动量定理，得mgtbiltmv其中 qitblsr0得tb4 l4 sm2 gr02mgr0 b2 l2（3） k 接 3 后的充电电流 iqcucbl vvttcblcblattmg-bil=ma得 amgmcb 2 l2 =常数所以 ab 棒的运动性质是“匀加速直线运动”，电流是恒定的v22-v2=2as根据能量转化与守恒得e mgs (1mv221mv2 )22解得 ：mgscb2 l2e2l2m cb【点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，关键要会推导加速度的表达式，通过分析棒的受力

7、情况，确定其运动情况5 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？最大值pm 为多少？【答案】（ 1） =6 vr=1 （ 2）当=1 时，m=9 wer=rp【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

8、出功率最大，即有r=r=1 电源的输出功率最大为：pmi2r(e2e2629w ；)r4w2r4r16 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

9、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 u =-0，b 点的电势大于零 ，则电路中b 点的电势 =27v.1bb7 如图甲所示的电路中， r12123为滑动变、r 均为定值电阻，且r 100， r阻值未知， r阻器当其滑片p 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中a、 b 两点是滑片 p 在变阻器的两个不同端点得到的计算：（ 1）定值电阻 r2 的阻值；（ 2）滑动变阻器的最大阻值；（ 3）电源的电动势和内

10、阻【答案】（ 1） 5（ 2） 300 （ 3） 20v； 20【解析】【详解】（1）当 r3 的滑片滑到最右端时，r3、 r1 均被短路，此时外电路电阻等于r2，且对应于图线上 b 点，故由 b 点的 u、 i 值可求出 r2 的阻值为：u b4r25i b0.8（2）滑动变阻器的滑片置于最左端时，r3 阻值最大设此时外电路总电阻为r，由图像中a 点坐标求出：u a16r80i a0.2r r1r3 +r2 r1 +r3代入数据解得滑动变阻器最大阻值r3300（3）由闭合电路欧姆定律得：eu +ir将图像中a、b 两点的电压和电流代入得：e 16+0.2r e 4+0.8r解得e 20vr

11、208 如图所示，为某直流电机工作电路图(a)及电源的 u-ir=0.25 ，闭合开关后，直流电机正常工作，电流表的示数（1）电源的电动势e 及内阻 r；（2）直流电机输出功率p图象 (b) 。直流电机的线圈电阻i=2a，求：【答案】（ 1） 3v； 0.5 （ 2） 3w【解析】【详解】( 1) 由图 b 可知e3v ，rv；0.5t( 2) 由电路的路端电压与负载的关系：ueir2v非纯电阻元件，根据能量守恒定律：uip出i 2 r所以puii 2r3w出9 电路如图所示,电源电动势e28v ,内阻r =2 ,电阻r112, r2r44, r38, c 为平行板电容器,其电容c=3.0pf

12、,虚线到两极板间距离相等 ,极板长 l=0.20m ,两极板的间距d1.010 2 m1）若开关 s 处于断开状态,4?（则当其闭合后求流过r 的总电荷量为多少（2）若开关 s 断开时 ,有一带电微粒沿虚线方向以v0 2.0m / s 的初速度射入 c 的电场中 ,刚好沿虚线匀速运动,:,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入c的电问 当开关 s 闭合后场中 ,能否从 c 的电场中射出 ?( g 取 10m / s2 )【答案】（ 1）6.010122c 的电场中射出.c ；（ ）不能从【解析】【详解】（1）开关 s 断开时 ,电阻 r3 两端的电压为r3u 3e16vr2r3r开关 s 闭合后

13、 ,外电阻为r1r2r36rr2r3r1路端电压为rue21v .rr此时电阻 r3 两端电压为u 3r3u 14vr2r3则流过 r4 的总电荷量为q cu 3 cu 3 6.0 10 12 c（2）设带电微粒质量为m ,电荷量为 q当开关 s 断开时有qu 3mgd当开关 s 闭合后 ,设带电微粒加速度为a ,则mgqud3 ma设带电微粒能从c 的电场中射出 ,则水平方向运动时间为:ltv0竖直方向的位移为:y 1 at 22由以上各式求得13dy6.2510m故带电微粒不能从c 的电场中射出 .10 如图所示，电源的电动势e=80v4， r12 ， r2 为电阻箱。求：，内电阻 r（1

14、）当电阻箱r2 阻值为多大时，电阻r1 消耗的功率最大？（2）当电阻箱r2 阻值为多大时，电阻箱r2 消耗的功率最大？（3）当电阻箱r2 阻值为 14时，电源输出功率为多少？此时电源效率为多少？【答案】（ 1） 0（ 2） 6（ 3） 256w ； 80%【解析】【详解】（1）由pi 2 r可知 i 最大时 r1 功率最大，又由ierr1r2可知：当 r2=0 时 r1 消耗功率最大。（2）设 r2 消耗的电功率为p1，则e2e2p1r2r +r1 +r22r1+rr1 +rr+2r由数学知识可知，分母最小时分数值越大，因r12+r12r+2 r1 +rrr1+r2取“ =”，此时r2 消耗的

15、电功率最大，则r2 r1 r 6 ；当且仅当 rr（3）设电源的输出功率为p出 ，则：p出i 2 ( r1r2） 256w电源的效率为r100%80%rr11 如图所示，电源电动势e=50v，内阻r=1 ，r1=3， r2=6间距d=0.2m的两平行金属板 m、 n 水平放置，闭合开关s，板间电场视为匀强电场板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆ab，有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m=0.01kg、带电量大小为q=1 10-3c（可视为点电荷，不影响电场的分布）现调节滑动变阻器r，使小球恰能静止在 a 处；然后再闭合k，待电场重新稳定后释放小球p取重力加速度g=10m/s2 求：（ 1）小

16、球的电性质和恰能静止时两极板间的电压；（ 2）小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值；（ 3）小球 p 到达杆的中点 o 时的速度【答案】 (1 )u=20v (2)rx=8 (3)v=1.05m/s【解析】【分析】【详解】(1)小球带负电 ；恰能静止 足 ： mgequqdmgd0.01100.220vu1103vq(2)小球恰能静止 滑 阻器接入 路的阻 rx，由 路 关系:eurxr2rr2代入数据求得rx=8(3) 合 k 后， 定 的 u，由 路 关系:eu rx r12 rr12代入数据求得 u= 100v11由 能定理 : mg d1u q1 mv2222代入数据求得v=1.05m/s【点睛】本 路与 合的 目，要求学生能正确掌握 容器的 律及 路的相关知 ，能明确极板 的 等于与之并 的 阻两端的 12 如 所示， 的距离l=0.5m， b=2t， ab 棒的 量m=1kg，物 重g=3n， ab 棒与 的 摩擦因数=0.2， 源的 e=10v，r=0.1 ， 的 阻不 ，ab 棒 阻也不 ， r 的取