(物理)物理闭合电路的欧姆定律专项习题及答案解析

1、(物理)物理闭合电路的欧姆定律专项习题及答案解析、咼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1Q的直流电源，三个电阻 的阻值均为4Q,电容器的电容为20卩F,电流表内阻不计，求：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)6.4x10-5C；(2)3.2 105C【解析】【分析】【详解】(1)当电键S闭合时，电阻R、R2被短路，据欧姆定律得电流表的读数为A 0.8A电容器所带电荷量断开电键后，电容器相当于电源，外电路R、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Q -Q 3.2 10 C

2、22.如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Q,电炉电阻R=19Q,电解槽电阻r=0.50当Si闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W;$、S2都闭合时，电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变).试求：(1)电源的电动势；(2)$、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)$、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率Q CU3CIR320100.8 4C 6.4 105C【答案】 (1)120V(2)20A(3)1700W【解析】(1)Si闭合，S断开时电炉中电流I。. R 6A电源电动势E I0(R r) 120V；(2)$、S2都闭合时电炉中电流为lB戶5A电源路

3、端电压为UIRR95V流过电源的电流为11 ErU25A流过电槽的电流为1IAIIB20A；(3)电解槽消耗的电功率PAIAU 1900W电解槽内热损耗功率lAr200W电解槽转化成化学能的功率为P化PAF热1700W.点睛：电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据 电路中电流关系求电流.3.爱护环境，人人有责；改善环境，从我做起；文明乘车，低碳出行。随着冬季气候的变 化，12月6号起，阳泉开始实行机动车单双号限行。我市的公交和出租车，已基本实现全 电动覆盖。既节约了能源，又保护了环境。电机驱动的原理，可以定性简化成如图所示的 电路。在水平地面上有B 5T的垂直

4、于平面向里的磁场，电阻为1Q的导体棒ab垂直放 在宽度为0.2m的导体框上。电源E是用很多工作电压为4的18650锂电池串联而成的， 不计电源内阻及导体框电阻。接通电源后ab恰可做匀速直线运动，若ab需要克服400N的阻力做匀速运动，问：(1)按如图所示电路，ab会向左还是向右匀速运动？(2)电源E相当于要用多少节锂电池串联？XXXXXXub【答案】(1)向右；(2)100节【解析】【分析】【详解】(1)电流方向由a到b，由左手定则可知导体棒ab受到向右的安培力，所以其向右匀速运 动。(2) ab做匀速运动，安培力与阻力相等，即BIL F阻400N解得I 400A则U IR 400V电源E相当

5、于要用锂电池串联节数U 400n100 节E 44.手电筒里的两节干电池(串联)用久了， 灯泡发出的光会变暗， 这时我们会以为电池没 电了。 但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。设一节新 电池的电动势E1=1.5V,内阻门=0.3皐一节旧电池的电动势E2=1.2V,内阻2=4.3Q手电筒 使用的小灯泡的电阻R=4.4 Q求：(1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r2上的电压；(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。【答案】(1)2.64V;(2)1.29V;(3)不妥当。因为旧电池内阻

6、消耗的电压Ur大于其电动势E2(或其消耗的电压大于其提供的电压)，灯泡的电压变小【解析】【分析】 【详解】(1)两节新电池串联时，电流I二2巳0.6A灯泡两端的电压R 2r1一新、一旧电池串联时，电流5.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 Q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4.0Q时， 根据欧姆定律可知电流由闭合电路欧姆定律代入数据解得r=0.8Q当外电路并联一个6.0Q的电阻时电路中的总电流I所以路端电压U6.如图所示，电源的电动势E 110V，电阻R21，电动机绕组的电阻R 0.5开关S始终

7、闭合当开关S2断开时，电阻R的电功率是525W;当开关S2闭合时，电阻R的电功率是336W，求：(1)电源的内电阻r;U IR 2.64VR灯泡两端的电压U旧电池的内阻2上的电压U(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压 电压)，灯泡的电压变小。=EiE2ria0.3AI R 1.32VU外4 A 1.0A R 4E I (R r)4 6R并2.44 6E4.8A-1.5AR并r 2.4 0.8I R并1.5 2.4V3.6V(2)开关5闭合时电动机的效率。解得U=84V由闭合电路欧姆定律得E U Ir代入数据得I=26A设流过R1的电流为|1，流过电动机的电流为12,则又I1U /4AR1I1

8、I2I解得I2=22A则电动机的输入功率为FMUI2代入数据解得PM1848W电动机内阻消耗的功率为l；R代入数据解得PR242W则电动机的输出功率PPMFR1606WS【答案】(1)1Q;(2)86.9%。【解析】【详解】(1)S2断开时Ri消耗的功率为R 525W，则2RRR1r代入数据得r=1Q(2)S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为F2336W，则所以开关S2闭合时电动机的效率100%86.9%7.如图所示电路中，电源电动势E=16V，内电阻r=1.00,电阻Ri=9.0第F2=15Q。开关闭合后，理想电流表A的示数为0.4A。求：(1)电源的路端电压；电阻R3的阻值和它消耗的

9、电功率。【答案】(1)15V,(2)1003.6W。【解析】【详解】&如图所示电路，已知R3=40,闭合电键，安培表读数为0.75A，伏特表读数为2V,经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使安培表读数变为0.8A，伏特表读数变为3.2 V,问：(1)对R2根据欧姆定律：整个回路的总电流：路端电压为：代入数据得：U 15V;对R3:总电流：代入数据得：R3100R3消耗的电功率：代入数据得：P33.6W。U2I2尺E U2RirU E IrU2I3F313R3(1)哪个电阻发生断路故障?(2)Ri的阻值是多少?(3)能否求出电源电动势E和内阻r?如果能，求出结果；如果不能，说明理由.【答案】(

10、1)R2被烧断路(2)4Q(3)只能求出电源电动势E而不能求出内阻r,E=4V【解析】【分析】【详解】(1)由于发生故障后，伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是R2被烧断了.(2)R2被烧断后，电压表的示数等于电阻Ri两端的电压，则Ri 8110.8(3)第一种情况下，有：电阻R3两端的电压为：U3=|1RI-U1=0.75X4-2=,通过电阻F3的U31电流为丨330.25A，根据闭合电路欧姆定律得：E=l1Ri+(|1+|3)(R4+r)R34第二情况下，有E=U1+ (R4+r)代入可得：E=3+(F4+r)E=3.2+0.8(R4+r)解得：E=4V,R4+r=1Q,由

11、于R4未知，故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r。【名师点睛】本题闭合电路的欧姆定律的应用以及电路的分析和计算问题，注意解题时要注意有两种情 况，根据闭合电路欧姆定律列出两个方程，求解电动势或内阻，是常用的方法；此题同时 给了我们一个测量电动势的方法.9.电路图如图甲所示， 图乙中图线是电路中电源的路端电压随电流变化的关系图象， 滑动 变阻器的最大阻值为15Q,定值电阻Ro=3Q.(1)当R为何值时，Ro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，

12、当R=0时，Ro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】20 5(1)由题干乙图知电源的电动势和内阻为：E=20V, r=Q=7.5Q2由题图甲分析知道，当R=0时，Ro消耗的功率最大，最大为(2)当R+ B=r,即R=4.5 Q时，电源的输出功率最大，最大值10.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 40cm，电源电动势E 24V，内电阻r 1，电阻R 15，闭合开关S,待电路稳定后，一带电量q 1 101 2C,质量m=2 102kg的小球恰好静止于两板之间.取1两板间的电压为多少2此时，滑动变阻器接入电路的阻值为多少【

13、答案】(1)8V(2)8 Q【解析】【详解】试题分析：(1)由题意可知小球恰好静止于两板之间，一小球为对象，受到重力和电场力二力平衡，所 以有Pm=ERor2Ro=2203 7.53W=10.9WP=2E(R+R)=R0R r2203 4.5 7.5(3+4.5)W=13.3W2g 10m /s，求:ER RprU IRP,故:设此时滑动变阻器接入电路的阻值为mgqU22 10210 0.41028V;RP，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为8QO11.如图所示，水平放置的平行金属导轨abdc,相距I=0.50m,bd间连有一固定电阻R=0.20傢导轨电阻可忽略不计.磁感应强度B=0.40

14、T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒MN垂直放在导轨上，其电阻也为R,导体棒能无摩擦地沿导轨滑动，当MN以v=4.0m/s的速度水平向右匀速运动时，求：(1)导体棒MN中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小，流过R的电流方向；(3)导体棒MN两端电压的大小.X,._W【答案】0.80V;(2)2A,b到d;(3)0.4V。【解析】【分析】(1)导体垂直切割磁感线，由公式E=BLv求出感应电动势；(2)MN相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小;(3)棒两端的电压是路端电压，由U=IR即可求出结果.【详解】匕2A2R由右手定则可知，流过R的电流方向为b到d(3) 导体棒MN两端电压为路端电压，则：U IR 0.4V【点睛】本题是电磁感应、电路和磁场相结合的综合题，应用E=BLv欧姆定律即可解题，要注意ab切割磁感线产生电动势，ab相当于电源，ab两端电势差不是感应电动势，而是路端电压.12.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110得: