1、高考物理闭合电路的欧姆定律模拟试题含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图 (1)所示 ，线圈匝数 n 200 匝，直径 d1 40cm，电阻 r 2，线圈与阻值R6的电阻相连在线圈的中心有一个直径d 2 20cm 的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按图(2)所示规律变化，试求： (保留两位有效数字 )(1)通过电阻 R 的电流方向和大小；(2)电压表的示数【答案】（ 1）电流的方向为BA ；7.9A； （ 2）47V【解析】【分析】【详解】（1）由楞次定律得电流的方向为BA由法拉第电磁感应定律得E nBd2)2B0.30.2nS 磁场面积 S(而t0.2T / s 1T / stt2
2、0.1根据闭合电路的欧姆定律E7.9 AIR r（ 2）电阻 R 两端的电压为 U=IR=47V2 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 表的最大量程 5V， 装置能 得的最
3、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）550N ；（ ）U4.8V；（ ）阻 Fm34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 R0R0RU REU R0II解 式，得，当 表两端 U R 为 5V ， 得的 力
4、最大Fm550N （3）由 式得 R10UR0 E4.8V RR0（4）阻值变大3 如图所示电路中，r 是电源的内阻， R1 和 R2 是外电路中的电阻，如果用Pr ， P1 和 P2 分别表示电阻 r ，R1， R2 上所消耗的功率，当R1=R2= r 时，求：(1)IrI1I2 等于多少(2)Pr P1 P2 等于多少【答案】 (1)2： 1： 1；(2)4： 1：1。【解析】【详解】(1)设干路电流为 I，流过 R1 和 R2 的电流分别为 I1 和 I2。由题， R1 和 R2 并联，电压相等，电阻也相等，则电流相等，故1I1=I2=I2即Ir I1 I2=2： 1：1(2)根据公式
5、P=I2R，三个电阻相等，功率之比等于电流平方之比，即Pr： P1： P2=4： 1： 14 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 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P1525 W ，则E2P1R1R1 r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
6、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P PMPR1606W所以开关 S2 闭合时电动机的效率P86.9%100%PM5 如图所示电路中，电阻R1 =R2=R3=10 ，电源内阻r=5，电压表可视为理想电表。当开关 S1 和 S2 均闭合时，电压表的示数为 10V。求：（1）电源的电动
7、势（2）当开关 S1 闭合而 S2 断开时，电压表的示数【答案】 (1)E=20V(2)16V【解析】【详解】(1)电阻 R2 中的电流U 2I1AR2外电阻R1 R315R R2R3R1根据闭合电路欧姆定律IERr得E=I（ R+r）代入数据解得：E=1（ 15+5） V=20V(2)当开关 S1 闭合而 S2 断开时；由闭合电路欧姆定律可知：R1R2UER1R2R解得：U16V6 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
8、 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=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=2.4 10 C） 4.8 10C （ 3）2【解析】【分析】【详解】当电键 S 闭合时，电阻R1、 R2 被
9、短路根据欧姆定律求出流过R3 的电流，即电流表的读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 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 Q1Q2.4 10 5 C28 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
10、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 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,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,（则当其闭合后求流过 R4 的总电荷
11、量为多少 ?（2）若开关 S 断开时 ,有一带电微粒沿虚线方向以v02.0m / s 的初速度射入 C 的电场中 , :,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电刚好沿虚线匀速运动 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） 6.0 10 12 C ；（ 2）不能从 C 的电场中射出 .【解析】【详解】（1）开关 S 断开时 ,电阻 R3 两端的电压为U 3R3E16VR3R2r开关 S 闭合后 ,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
12、 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qUmgd3 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，图线AB 是某闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线，OM 是某定值电阻 R 的伏安特性曲线，由图求：（ 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
13、。【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：（ 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
14、斜率、交点的意义来理解图象的意义11 如图所示，电源的电动势E=110V，电阻 R1=21 ，电动机绕组的电阻R0=0.5 ，电键 S1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P2解得，U 2R1U=84V由闭合电路欧姆定律得，EUI
15、r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，电源电动势=10V，内阻不计， R1=4， R2=6，C=30F(1)闭合电键 S，求稳定后通过R1 的电流(2)然后将电键S断开，求这以后流过R1 的总电量【答案】 (1)1A (2)1.2-410C【解析】【详解】（ 1）闭合开关 S，当电路达到稳定后，电容器相当于开关断开，根据闭合电路欧姆定律得：I =10A1AR1 +R246（2）闭合开关S 时，电容器两端的电压即电阻R2 两端的电压，为：U 2 =IR2 =6V开关 S 断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势，为=10V ，则通过电阻R1 的电荷量为：Q=C EU 2 =3 10 5106 C1.2 10 4 C
