1、最新高中物理闭合电路的欧姆定律易错剖析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示 ，电解槽R 19， 电解槽电阻合时 ，电炉消耗功率为A 和电炉 B 并联后接到电源上，电源内阻r 1，电炉电阻r0.5 当. S1 闭合、 S2 断开时 ，电炉消耗功率为684W ；S1、S2 都闭475W( 电炉电阻可看作不变) 试求：（ 1）电源的电动势 ；（ 2） S1、S2 闭合时 ，流过电解槽的电流大小 ；（3） S12、S 闭合时 ，电解槽中电能转化成化学能的功率【答案】 （1） 120V（ 2）20A（ 3） 1700W【解析】12断开时电炉中电流I 0P16 A（1） S闭合， SR电源电
2、动势 EI 0 (Rr )120V ；（2） S1、S2 都闭合时电炉中电流为I BP25 AR电源路端电压为 UI R R95V流过电源的电流为IEU25 Ar流过电槽的电流为I AII B20 A ；（3）电解槽消耗的电功率PAI AU1900W电解槽内热损耗功率P热I A2 r 200W电解槽转化成化学能的功率为P化PAP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 2 如图所示电路中，r 是电源的内阻， R12是外电路中的电阻，如果用r12分和 RP， P和 P别表示电阻r ，R1212， R 上所消耗的功率，当R
3、=R = 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 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： 13 某实验小组设计了如图所示的欧姆表电路，通过调控电键S 和调节电阻箱R2 ，可使欧姆表具有“1”和“10”两种倍率。已知：电源电动势E 1.5V ，
4、内阻r 0.5；毫安表满偏电流I g5mA，内阻 Rg20，回答以下问题：图的电路中：A 插孔应该接 _表笔（选填红、黑）；R1 应该选用阻值为_ 的电阻（小数点后保留一位小数）；经检查，各器材均连接无误，则：当电键S 断开时，欧姆表对应的倍率为_（选填“1 ”、“10 ”）；为了测量电阻时便于读出待测电阻的阻值，需将毫安表不同刻度标出欧姆表的刻度值，其中，中央刻度I g处应标的数值是_；2该小组选择S 闭合的档位，欧姆调零操作无误，测量电阻Rx 时，毫安表指针处于图位置，由此可知被测电阻Rx_ 。【答案】黑 2.210 30 45【解析】【详解】1 欧姆档内部电源的正极接黑表笔；2 根据欧姆
5、档倍率关系，可知闭合开关可以将电流表量程变为原来的10 倍，根据分流特点：5mAR1105mA5mARg解得： R12.2；3 当电键 S 断开时，电流表的量程较小，在相同的电压下，根据闭合欧姆定律：IER总可知电流越小，能够接入的电阻越大，所以当电键S 断开时，对应10 档；4 假设欧姆档内部电阻为R内 ，根据闭合欧姆定律：I gER内I gE2 R +R内 0I g处对应的阻值： R0R 30；则2内5根据闭合电路欧姆定律：I gER内2IgE5R +R内x解得： Rx45。4 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，
6、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5 如图所示，为某直流电机工作电路图(a)及电源的 U-I 图象 (b) 。
7、直流电机的线圈电阻R=0.25 ，闭合开关后，直流电机正常工作，电流表的示数I=2A，求：（1）电源的电动势E 及内阻 r；（2）直流电机输出功率P【答案】（ 1） 3V； 0.5 （ 2） 3W【解析】【详解】( 1) 由图 b 可知E3V ，rv；0.5t( 2) 由电路的路端电压与负载的关系：UEIr2V非纯电阻元件，根据能量守恒定律：UIP出I 2 R所以P UI I2R 3W出6 如图所示的电路中，电阻 R1=9，R2=15 ， R3=30 ，电源内电阻 r=1，闭合开关 S，理想电流表的示数 I2=0.4A求：（ 1）电阻 R3 两端的电压 U3；（ 2）流过电阻 R1 的电流 I
8、1 的大小；（ 3）电源的总功率 P【答案】（ 1） 6.0V（ 2） 0.6A（3） 7.2W【解析】【详解】（1）电阻 R3 两端有电压为U 3I 2 R20.4156.0 （ V）（2）通过电阻R3 的电流大小：U 3I 30.2 AR3流过电阻 R1 的电流大小为：I1=I2+I3=0.4+0.2=0.6A（3）电源的电动势为：EI1rI 1R1U 30.610.69612 V电源的总功率为P=I1E=7.2W或 PI12 rR1R2 / / R3=7.2W7 如图，在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E 50V，内阻 r 1的电源和滑动变阻器 R，导轨的宽度d 0.2m ，倾角 =37
9、质量 m 0.11kg 的细杆 ab 垂直置于导轨上，与导轨间的动摩擦因数0.5，整个装置处在竖直向下的磁感应强度B2.2T 的匀强磁场中，导轨与杆的电阻不计现调节R 使杆 ab 静止不动 sin37 =0.6，cos37=0.8， g 取 10m/s 2，求：（1）杆 ab 受到的最小安培力 F1和最大安培力F2；（2）滑动变阻器R 有效电阻的取值范围【答案】（ 1） F10.2N ， F22.2N ；（ 2） 9R 109【解析】【详解】（1）由题意知：当ab 棒具有向下的运动趋势时所受安培力最小，由物体平衡条件有F1 cos(mg cosF1 sin)mg sin代入数据解得最小安培力F
10、10.2N 当 ab 棒具有向上的运动趋势时所受安培力最大，由物体平衡条件有：F2 cos(mg cosF2 sin)mg sin代入数据解得最大安培力F22.2N （2）设导体棒所受安培力为F1 、 F2 时对应 R 的阻值为 R1 和 R2 ，则有F1EdBR1rF2EdBR2r代入数据解得 R1109 ， R29 ；则滑动变阻器R 有效电阻的取值范围为9R 1098 如图所示，合上电键S1。当电键 S2 闭合时，电流表的示数为0.75A；当电键 S2 断开时，电流表的示数为0.5A， R1 2。求电源电动势 E 和内电阻 r。=R =2【答案】 E=1.5V r=1。【解析】【详解】当电
11、键 S2 闭合时，电流表的示数为0.75A，有：E I（1 R并r） I1 ( R1r )2当电键 S2 断开时，电流表的示数为0.5A，有：E=I2（ R1+r）代入数据解得E=1.5Vr =1。9 如图所示 ,电源电动势 E=10V,内阻 r=1,定值电阻 R1=3。电键 S 断开时 ,定值电阻 R2 的功率为 6W,电源的输出功率为 9W。电键 S 接通后 ,理想电流表的读数为 1.25A。求出：（ 1）断开电键 S 时电流表的读数；（ 2）定值电阻 R3 的阻值。【答案】 (1)1A(2)12【解析】【详解】（1）电键断开时，电阻R1 消耗的功率为：P1P - P2 3W出根据PI 2
12、 R11解得I1A（2）由闭合电路的欧姆定律EIR1R并R并R2 R3R2R3解得R 31210 如图所示，电源电动势 E=8V，内阻为 r=05， “ 3V， 3W”的灯泡 L 与电动机 M 串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R=1 5求：（ 1）通过电动机的电流；（ 2）电源的输出功率；（ 3）电动机的输出功率【答案】（ 1） 1A；（ 2） 7 5W；（ 3） 3W【解析】试题分析：（ 1）灯泡 L 正常发光，通过灯泡的电流，I L PL 1AU L电动机与灯泡串联，通过电动机的电流IM=IL=1（ A）；（ 2）路端电压： U=E-Ir=7 5（ V
13、），电源的输出功率： P=UI=7 5（ W）；（ 3）电动机两端的电压 UM =U-UL=4 5（ V）；电动机的输出功率P 输出 =UM IM -IM 2R=3W考点：电功率；闭合电路欧姆定律【名师点睛】此题考查了电功率及闭合电路欧姆定律的应用；注意电动机是非纯电阻电路，输出功率等于输入功率与热功率之差；要注意功率公式的适用条件11 如图所示，电源电动势有E=12V，内阻 r =0.5 ，“10V、 20W”的灯泡 L 与直流电动机M并联在电源两极间，灯泡恰能正常发光，已知电动机线圈的电阻为RM =1，求：（ 1）流过内阻的电流为多少？（ 2）电动机的输出功率为多少？（ 3）电源的效率为多
14、少？【答案】（ 1） 4A （ 2） 16W （ 3）83%【解析】【详解】(1)设流过灯泡的电流为IL，则I LP20 A 2AU10内阻 r 的电压Ur=E-UL=12V-10V=2V流过内阻的电流为U r2IA 4Ar0.5(2)设流过电动机的电流为IM ，IM=I IL=4A-2A=2 A电动机的输入功率为PM 总 =IM U=2 10=20W电动机线圈的热功率为PQ=I2MRM =22 1=4W电动机输出功率为：PM 出=PM 总 -PQ=20W-4W=16W(3)电源的总功率为P 总 =IE=412W=48W电源的效率为UI100%10100%83%EI12【点睛】电功、电功率；闭
15、合电路的欧姆定律12 如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻 r=0.5 ，电动机的电阻 R0=1.0 ，电阻R =1.5 电动机正常工作时，电压表的示数U =3.0V，求：11（ 1）电源释放的电功率；（ 2）电动机消耗的电功率将电能转化为机械能的功率；【答案】 （1） 20W （ 2） 12W 8W【解析】【分析】（1）通过电阻两端的电压求出电路中的电流I，电源的总功率为P=EI，即可求得；（2）由 U 内 =Ir 可求得电源内阻分得电压，电动机两端的电压为1内，电动机消耗U=E-U -U的功率为 P 电 =UI；电动机将电能转化为机械能的功率为P 机 =P 电 -I20R 【详解】
16、（1）电动机正常工作时，总电流为：U 1I=R3.0I=A=2 A，1.5电源释放的电功率为：P=EI =102 W=20 W；（2）电动机两端的电压为： U= E Ir U1则 U =（10 2 0.5 3.0）V=6 V；电动机消耗的电功率为：P 电 =UI=62 W=12 W；电动机消耗的热功率为：P 热 =I2 0 2 1.0 W=4 W；R =2电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为：P 机 =P 电 P 热P 机 =（ 124） W=8 W；【点睛】对于电动机电路，关键要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路对于电动机的输出功率，往往要根据能量守恒求解
