1、高考物理闭合电路的欧姆定律试题经典一、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 / stt20.1
2、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 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为 12.5V，电源与电流表的内阻之和为0.05 。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到70A。求：（ 1）电动机未启动时车灯的功率。（ 2）电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。（忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化）【答案】（ 1） 120W ；（ 2） 67.5W【解析】【分析】【详解】(1) 电
3、动机未启动时UEIr12VPUI120W（2）电动机启动瞬间车灯两端电压U EI r9 V车灯的电阻U R1.2IU 2P67.5WR电源电动势不变，电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小，回路电流增大，内电路分得电压增大，外电路电压减小，所以车灯电功率减小。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=1000 F，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
4、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 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=2.410 C【答案】（ 1） 0.4A（ 2） 4
5、.8 10C （ 3）2【解析】【分析】【详解】当电键 S 闭合时，电阻R1、 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电流表的读数 IE0.4 AR3r（2）电容器所带的电量Q CU 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
6、量为 Q1Q2.4 10 5 C25 如图所示的电路中，当S 闭合时，电压表和电流表(均为理想电表 )的示数各为1.6V 和0.4A当 S 断开时，它们的示数各改变0.1V 和 0.1A，求电源的电动势和内电阻【答案】 E 2 V，r 1 【解析】试题分析：当S 闭合时， R1、 R2 并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U1 E I1r 即 E1 6 04r ， 当 S 断开时，只有R1 接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U2 E I2r，即 E（ 1 6 0 1）（ 0 40 1） r， 由 得： E 2 V，r 1 考点：闭合电路欧姆定律【名师点睛】求解电源的电动势和内阻，常常根据两种情况
7、由闭合电路欧姆定律列方程组求解，所以要牢记闭合电路欧姆定律的不同表达形式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， r=0.50 7 如图所示，电路由一个电动势为Er的电源和一个滑动变阻器R组成。请推、内电阻为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。2【答案】E4r
8、【解析】【分析】【详解】由闭合电路欧姆定律EIRr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 2.4r8 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 2为一圆盘 ，由形状相同透光率不同的二个扇形a、 b 构成 ，它可绕 AA轴d 1.0 10 mP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 401为 q 1.0
9、 10C 微粒沿图中虚线以速度 10 m/s 连续射入C 的电场中假设照在vR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)求细光束通过a 照射到 R1 上时 ，电容器所带的电量；(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R1 上时带电微粒能否从C 的电场中射出【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
10、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）由闭合电路欧姆定律，得IE271.5AR1R2 r12 4 2又电容器板间电压UCU2IRC2 ，得 U =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 Cmgma 解得 a10m/s2d微粒做类平抛运动，得y1 at 2， tlv02解得 y 0.2
11、 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，对于类平抛运动，要掌握分运动的规律并能熟练运用9 如图甲所示的电路中， R1 、R2 均为定值电阻，且 R1 100 ， R2 阻值未知， R3 为滑动变阻器当其滑片 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）电源的电动势和内阻【答案】（ 1） 5（ 2） 300 （ 3）
12、 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 2010 电路如图所示,电源电动势E28V ,内
13、阻 r =2 ,电阻R1 12 , R2 R4 4 , R3 8 , 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 d 1.0 10 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 10122C 的电场中射出.C
14、；（ ）不能从【解析】【详解】（1）开关 S 断开时 ,电阻 R3 两端的电压为U 3R3E16VR3rR2开关 S 闭合后 ,外电阻为R1 R2R36RR2R3R1路端电压为UR21V .REr此时电阻 R3 两端电压为U 3R2R3U14VR3则流过 R4 的总电荷量为Q CU 3CU 36.010 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
15、不能从C 的电场中射出 .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U 2P2解得，R1U=84V由闭合电路欧姆定律得，EUIr代
16、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，P出1606W12 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 105106 C1.2 104 C
