1、高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律技巧( 很有用 ) 及练习题一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 小勇同学 了一种 定 力大小的装置，其原理如 所示。E 是内阻不 、 6V 的 源。 R0 是一个阻 40的定 阻。 V 是由理想 表改装成的指 式 力 示器。 R 是与迎 板 A 相 的一个 敏 阻，其阻 可随 的 力大小 化而改 ，其关系如下表所示。迎 板 A 的重力忽略不 。 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 得的最大 力 多少
2、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） R 30 0.04 F ( ) ；（ 2） Fm550N ；（ 3） U4.8V ；（ 4）阻 大【解析】【分析】【 解】（ 1）通 表中数据可得：代入数据得：Fc ，故 R 与 F 成 性 化关系 它 的关系式 ：RRkFbR300.04F () （2）由 意， R0 上的 U R05V ，通 R0 的 流 IU R0 R0U RE U R0RII解式，得，当电压表两端电压U R 为 5V 时，测得
3、的风力最大Fm550N （3）由 式得 R10R0 EU4.8V RR0（4）阻值变大2 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 r1 =0.3 ；一节旧电池的电动势E2=1.2V，内阻 r2=4.3 。手电筒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
4、； (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2E（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 = 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 如图所示，电路中电源内阻不计，水平放置的平行金属板A、 B间的距离为d，金属板长为L，
5、在两金属板左端正中间位置M，有一个小液滴以初速度v0 水平向右射入两板间，已知小液滴的质量为 m，带负电，电荷量为 q要使液滴从 B板右侧边缘射出电场，电动势E是多大？ ( 重力加速度用 g 表示 )【答案】E2md 2v02 2mgdqL2q【解析】【详解】由闭合电路欧姆定律得IEERR2RE两金属板间电压为UBA IR2由牛顿第二定律得q U BA mgmad液滴在电场中做类平抛运动，有0d1at2L v t22联立解得 E2md 2v022mgdqL2q【点睛】题是电路与电场两部分知识的综合，关键是确定电容器的电压与电动势的关系，掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律4 一电瓶车的电源电
6、动势E48V，内阻不计，其电动机线圈电阻R 3，当它以v 4m/s的速度在水平地面上匀速行驶时，受到的阻力f48N。除电动机线圈生热外，不计其他能量损失，求：(1)该电动机的输出功率；(2)电动机消耗的总功率。【答案】 (1) 192W ， (2) 384W 。【解析】【详解】(1)电瓶车匀速运动，牵引力为：Ff48N电动机的输出功率为：P出Fv484W192W ；(2)由能量守恒定律得：2EIP出I R代入数据解得：I8A所以电动机消耗的总功率为：P总EI488W384W 。5 有一个 100 匝的线圈，在0.2s 内穿过它的磁通量从0.04Wb 增加到 0.14Wb ，求线圈中的感应电动势
7、为多大？如果线圈的电阻是10，把它跟一个电阻是990 的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？【答案】 50V， 0.05A【解析】【详解】已知 n=100 匝， t=0.2s， =0.14Wb-0.04Wb=0.1Wb ，则根据法拉第电磁感应定律得感应电动势E n100 0.1 V=50Vt0.2由闭合电路欧姆定律得，通过电热器的电流E50IA=0.05ARr109906 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
8、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=3V答：电源的电动势E=3V，内电阻r=17 如图所示，在A 、 B 两点间接一电动势为4V ，内电阻为 1的直流电源，电阻R1 、 R2 、 R3 的阻值均为 4，电容器的电容为30F ，电流表内阻不计，当电键S 闭合时，求：（ 1）电流表的读数（ 2 ）电容器所带的电量（ 3）断开电键 S 后，通过 R2 的电量【答案】（ 1） 0.8A ；（ 2） 9.6 10 5 C ；（ 3）4.810 5C【解析】试题分析：当电键 S 闭合时，电阻R1
9、、 R2 被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R1、 R2 放电， R1、 R2 相当并联后与 R3 串联再求解通过 R2 的电量（1）当电键 S 闭合时，电阻R1 、 R2 被短路根据欧姆定律得：E40.8A电流表的读数 IrAR34 1（2）电容器所带的电量QCU 3CIR33010 60.8 4C 9.6 10 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 Q1Q4.810 5 C28 如图所
10、示，电路由一个电动势为E、内电阻为 r 的电源和一个滑动变阻器R组成。请推导当满足什么条件时，电源输出功率最大，并写出最大值的表达式。【答案】E24r【解析】【分析】【详解】由闭合电路欧姆定律IERr电源的输出功率PI 2 R得E 2RP( Rr ) 2有E 2RP( Rr )24Rr当 R=r 时， P 有最大值，最大值为PmE 2.4r9 如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道宽为d ，管道高度为 h ，上、下两面是绝缘板，前后两侧M 、N 是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关 S 和定值电阻R 相连。整个管道置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B 、方向沿 z 轴正
11、方向。管道内始终充满导电液体， M 、N 两导体板间液体的电阻为 r ，开关 S 闭合前后，液体均以恒定速率 v0 沿 x 轴正方向流动。忽略液体流动时与管道间的流动阻力。（ 1）开关 S 断开时，求 M 、 N 两导板间电压 U 0 ，并比较 M 、N 导体板的电势高低；（ 2）开关 S 闭合后，求：a. 通过电阻 R 的电流 I 及 M 、 N 两导体板间电压U ；b. 左右管道口之间的压强差 Vp 。【答案】（ 1） U0=Bdv0， MN （ 2） a UBdRv0 ； b VpB2 dv0R rh( R r )【解析】【详解】（1）该发电装置原理图等效为如图，管道中液体的流动等效为宽
12、度为d 的导体棒切割磁感线，产生的电动势E=Bdv0则开关断开时U0=Bdv0由右手定则可知等效电源MN（2） a由闭合电路欧姆定律内部的电流为N 到M，则M 点为等效正极，有MN ；U 0Bdv0IrR rR外电路两端的电压：U IRU 0 RBdRv0R rR rb设开关闭合后，管道两端压强差分别为V p ，忽略液体所受的摩擦阻力，开关闭合后管道内液体受到安培力为F 安 ，则有VphdF安F安 =BId联立可得管道两端压强差的变化为：2V pB dv010 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 4cm，电源电动势 E 24V，内电阻r 1，电阻R 15，闭合开关S
13、待电路稳定后，一带电量q110 5C，质量m 210 4kg的小球恰好静止于两板之间取g 10m/s 2求：（ 1）两板间的电压；（ 2）滑动变阻器接入电路的阻值【答案】（ 1） 8V（ 2）8【解析】【详解】(1)对小球，由平衡条件得：mgqE ，又 EU，d整理并代入数据解得：Umgd 210 4100.04 V 8V ；q110 5(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为RP ，由闭合电路欧姆定律得：IE，RRPr而UIRP ，则得：ERPU，RRPr代入数据可得：24RP8，15RP1解得：RP8。答：(1)两板间的电压为8V；(2)滑动变阻器接入电路的阻值为8.11 如图所示的电路中，
14、电源电动势 E 11V ，内阻 r 1 ；电阻 R1 4 ，电阻 R2 6 ，电容器 C 30 F ，电池内阻 r 1 12闭合 S，求稳定后通过电路的总电流；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
15、等于电源的电动势，电量为：Q2 CE3010 6 F11V3.310 4 C故流过 R1的电荷量为： VQQ2 Q23.3 10 4 C1.810 4 C1.510 4 C12 如图所示，三个电阻R1、R2、 R3 的阻值均等于电源内阻r，电键 S打开时，有一质量为 m，带电荷量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点现闭合电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和该板碰撞，碰撞过程小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电荷量发生变化，碰后小球带有和该板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板处设电容器两极板间距为d，求：（ 1）电源的电动势 E；（ 2）小球与极板碰撞后所带的电荷量q/ 【答案】 （1） Emgdq（ 2） q = 2q【解析】【分析】【详解】(1)当 S 打开时，电容器电压等于电源电动势E，即：U=E小球静止时满足：qUmgd由以上两式解得： E =mgd；q(2) 闭合 S，电容器电压为U ，则：EEEUR2rR2 R3 r3r3对带电小球运动的全过程，根据动能定理得：q U mg q U02由以上各式解得： q2q
