1、（物理）物理闭合电路的欧姆定律练习题20 篇含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻 r=0.5 ，电阻 R1=1.5 ，电动机的线圈电阻 R0=1.0 。电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：(1)电源的路端电压；(2)电动机输出的机械功率。【答案】 (1)9V； (2)8W【解析】【分析】【详解】(1)流过电源的电流为I，则IR1U 1路端电压为U，由闭合电路欧姆定律UEIr解得U9V(2)电动机两端的电压为U MEI (R1r )电动机消耗的机械功率为PU M II 2 R0解得P8W2 手电筒里的两节干电池（串联）用久了，
2、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 E11=0.3 ；一节旧电池的电动势22。手电筒=1.5V，内阻 rE =1.2V，内阻 r =4.3使用的小灯泡的电阻R=4.4 。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
3、变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时，电流I = 2E10.6AR 2r1灯泡两端的电压UIR2.64V(2)一新、一旧电池串联时，电流I = E1E20.3ARr1 r2灯泡两端的电压UI R1.32V旧电池的内阻r 2 上的电压U rI r21.29V(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压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。3 在如图所示的电路中，电源电动势E=3.0 V，内电阻r=1.0 ；电阻 R1=10 ， R2=10 ，R =35 ；电容器的电容 C=1000F，电容器原来不带电。求接通电键S 后流过 R的总电荷34量（保留两位有
4、效数字）。-3【答案】 2.0 10C【解析】【详解】接通电键S 前， R2 与 R3 串联后与R1 并联，所以闭合电路的总电阻：R1( R2R3 )RrR1 R2R3由闭合电路欧姆定律得，通过电源的电流：I电源的两端电压：ERUE Ir则 R3 两端的电压：R3U 3UR2R3接通电键S 后通过 R4 的总电荷量就是电容器的电荷量。根据 QCU 可得：QCU 3代入数据解得：Q2.010-3 C4 在如图所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0 R0 为 1.5 ，小，电路中电阻型直流电动机M 的内阻为 0.5闭合开关S 后，电动机转动，电流表的示数为2.0A求：（ 1）电动机两端的
5、电压 ；（ 2）电源输出的电功率 【答案】 （1） 7.0V（ 2）20W【解析】试题分析：（ 1）电动机两端的电压等于电源电动势减去内阻电压与电阻和，（ 2）电源输出的电功率等于电源的总功率减去热功率.（1）电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为R0 电压之UEU内U R0122 12 1.5 V7V（2）电源的输出的功率为：P总EII 2r122221 W20W5 如图所示的电路中，电源的电动势E 12V ，内阻未知， R1 8 ， R2 1.5 ， L 为规格“ 3V ， 3W ”的灯泡，开关S 断开时，灯泡恰好正常发光（不考虑温度对灯泡电阻的影响）试求：（ 1）灯泡的额定电流
6、和和灯丝电阻；（ 2）电源的内阻；（ 3）开关 S 闭合时，灯泡实际消耗的功率【答案】 （1） 1A3（ 2） 1（ 3） 0.48W【解析】（1）灯泡的额定电流I 0P03A1A，灯丝电阻 RLU 0 2U 033 ；P0（2）断开 S 时，灯 L 正常发光，即I 1I 0 ，根据闭合电路欧姆定律E I（0 R1RL r），得 rE( R1RL )121 ；I 08 31（3）闭合 S 时，设外电路总电阻为R外 ， R并RL R231.5；RL R2311.5所以 R外R并 R1189 ；设干路电流为 I 总 ，则 I 总E121.2A ；R外r9A1灯两端的电压 U L ，则 U LI 总
7、RL R21.21V 1.2V ；RLR2灯的实际功率为 PL ： PLU L21.21.2W0.48W RL3点睛：对于直流电路的计算问题，往往先求出局部的电阻，再求出外电路总电阻，根据欧姆定律求出路端电压和总电流，再计算各部分电路的电压和电流6 利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，
8、 r=0.507 如图所示 ，电源电动势E27 V，内阻 r 2 ， 固定电阻 R2 4 ， 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 4C 微粒沿图中虚线以速度v0 10 m/s 连续射入C 的电场中假设照在 R1为 q 1.0 10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
9、通过 a 照射到 R 上时 ，电容器所带的电量；1(2)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，求细光束通过b 照射到R 上时带电微粒能否从C 的电场中射出1【答案】 （1） Q1.810 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
10、律，得IE271.5AR2 r12 4 2R1又电容器板间电压U CU 2IR2 ，得 UC=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U Cmg qd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 10 2 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
11、于类平抛运动，要掌握分运动的规律并能熟练运用8 光伏发电是一种新兴的清洁发电方式，预计到2020 年合肥将建成世界一流光伏制造基地，打造成为中国光伏应用第一城。某太阳能电池板，测得它不接负载时的电压为900mV，短路电流为 45mA，若将该电池板与一阻值为 20的电阻器连接成闭合电路，则，(1)该太阳能电池板的内阻是多大？(2)电阻器两端的电压是多大？(3)通电 10 分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大？【答案】 (1) 20 (2) 0.45V (3) 6.075J【解析】【详解】(1)根据欧姆定律有：Er，I s解得：r20；(2)闭合电路欧姆定律有：E， UIR ，IRr解得：U
12、0.45V ；(3)由焦耳定律有：QI 2 RT ，解得：rQ6.075J。答： (1)该太阳能电池板的内阻20；(2)电阻器两端的电压 U 0.45V；(3)通电10 分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量Q 6.075J 。9 如图所示的电路中，当开关K断开时，VA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 ， E解得： E=2.6V， r=120.6r10 如图所示，图线 AB 是某
13、闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线，电阻 R 的伏安特性曲线，由图求：OM 是某定值（ 1） R 的阻值；（ 2）处于直线 OM 与 AB 交点 C 时电源的输出功率；（ 3）电源的最大输出功率。【答案】 （1）（ 2） 8W （ 3） 9W【解析】【分析】（1）根据伏安特性曲线的斜率求出电阻的阻值（2）交点对应的电压和电流为电源输出电压和输出电流，根据 P=UI 求出电源的输出功率（ 3）当外电阻等于内阻时，电源输出功率最大【详解】（1） OM 是电阻的伏安特性曲线，电阻：（ 2）交点 C 处电源的输出功率为：（ 3）电源的最大输出功率 Pm，是在外电阻的阻值恰等于电源内电阻时达到的答：
14、（ 1）R 的阻值为2（2）处于直线OM 与 AB 交点 C 时电源的输出功率为8W（ 3）电源的最大输出功率为 9W 【点睛】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义11 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B 0.1T ，金属棒 AD 长 0.4m ，与框架宽度相同，电阻 r=1.3，框架电阻不计，电阻R1=2， R2=3 当金属棒以 5m/s 速度匀速向右运动时，求：（ 1）流过金属棒的感应电流为多大？（ 2）若图中电容器 C 为 0.3F，则电容器中储存多少电荷量？-8【答案】（ 1） 0.08A （ 2）2.88 10C【详解】
15、（1）棒产生的电动势：EBlv0.2V外电阻为：R1R2R1.2R1R2通过棒的感应电流：E0.2I0.08AR r1.2 1.3（2）电容器两板间的电压：UIR0.096V电容器带电量：QCU0.3 10 60.0962.8810 8 C.12 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和 1.0 V；重新调节R 使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和 15.0 V。求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻。【答案】 22.0 W2 【解析】【详解】当电流表和电压表的示数为0.5 A 和 1.0 V 时，电动机停止工作，电动机中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值rU 11.0I120.5当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A 和 15.0 V，则电动机的总功率P总 U 2 I 215.02.0 W 30.0 W线圈电阻的热功率热Ir2P2.02 W 8.0 W所以电动机的输出功率P输出 P总 P热30.0 W 8.0 W 22.0 W
