1、最新高中物理闭合电路的欧姆定律题20 套 ( 带答案 )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 1
2、T / stt20.1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 如图所示， R1324闭合时，间距为d 的平行板电容器 C 的正中间有 R2R 2R ，电键 S一质量为 m，带电量为 q 的小球恰好处于静止状态；现将电键S断开，小球将向电容器某一个极板运动。若不计电源内阻，求：(1)电源的电动势大小；(2)小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。2mgdgd【答案】 (1) E(2) v0q3【解析】【详解】(1)电键 S 闭合时， R1、 R3 并联与 R4 串联， (R2 中没有电流通过)UC U4 1 E2对带电小球有：得： EqU Cq
3、Emg2dd2mgdq(2)电键 S 断开后， R1、 R4 串联，则E2mgdU C33q小球向下运动与下极板相碰前瞬间，由动能定理得mg dq U C1 mv2222gd解得： v033 一电瓶车的电源电动势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：
4、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 。4 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=0.05ARr109905 如
5、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，常常根据两种情况由闭合电路欧姆定律列方程组求解，所以要
6、牢记闭合电路欧姆定律的不同表达形式6 如图甲所示的电路中， R12123、R 均为定值电阻，且 R 100， R阻值未知， R 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） 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
7、 R2 的阻值为：R2U B4I B50.8（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：RU A16I A800.2R 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 207 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，
8、磁感应强度大小为B 、方向沿 z 轴正方向。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， MBdRv0B2 dv0N （ 2） a U； b VpR rh( R r )【解析】【详解】（1）该发电装置原理图等
9、效为如图，管道中液体的流动等效为宽度为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 内部的电流为N 到 M，则 M 点为等效正极，有MN ；（2） a由闭合电路欧姆定律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：V pB2dv0h(Rr )8 如图所示，电源电动势 E=8V，内阻 r=10， R1=20 ,R2=30 ,电容器两
10、极板间距 d=0.1m 。当电键闭合时，一质量 m=210-3kg 的带电液滴恰好静止在两极板中间。取重力加速度g=10m/s2，求：（1）带电液滴所带电荷量的大小q 以及电性；（2）断开电键，电容器充放电时间忽略不计，液滴运动到某一极板处需要经过多长时间？【答案】（ 1） 510-4C，带正电；（ 2） 0.1s。【解析】【详解】（1）电键闭合时，两板间电压U1：U 1R2E 4VR2 rR1液滴保持静止：q U 1mgd解得： q=510-4C，带正电（2）电键断开时，两板间电压：U2=E=8V液滴向上做匀加速运动，加速度a：q U 2mgmadd 1 at 22 2解得： t=0.1s9
11、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d40cm ，电源电动势 E24V ，内电阻 r1，电阻 R15，闭合开关S，待电路稳定后，一带电量q1 10 2 C, 质量 m=210 2kg 的小球恰好静止于两板之间取g10m / s2 ，求：（ 1）两板间的电压为多少（ 2）此时，滑动变阻器接入电路的阻值为多少【答案】（ 1） 8V（ 2） 8 【解析】【详解】试题分析：(1)由题意可知小球恰好静止于两板之间，一小球为对象，受到重力和电场力二力平衡，所以有qUmg，d故：Umgd2 10 2100.4 V 8V ；q110 2(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为RP ，由闭
12、合电路欧姆定律可得电路中的电流为IE，R RprUIRP ，得：RP8。10 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：PP - P 3W1出2根据PI2R11解得I1A（2）由闭合电路的欧姆定律EIR1R并R2 R3R并R2R3解得R 31211 如图所示为用直流电动机提升重
13、物的装置，重物的重量为500 N，电源电动势为110V，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为 5 A，求：(1)提升重物消耗的功率；(2)电动机线圈的电阻【答案】 (1)450 W(2)4【解析】（ 1）重物被提升的功率（ 2）此时电路中的电流为 5A 则电源的总功率所以线圈电阻消耗的功率为由欧姆定律可得：12 如图所示电路中，电源电动势E12V ，内阻 r2， R14， R26，R33（ 1）若在 C D 间连一个理想电流表，其读数是多少？（ 2）若在 C D 间连一个理想电压表，其读数是多少？【答案】（ 1） 1A ；（ 2） 6V【解析】【分析】【详解】1）若在C.D间连一个理想电流表，则电路结构为R2、 R3 并联后与 R1 串联，接到电源（上，根据闭合电路欧姆定律得：总电流 IE121.5 AR1 R并 r224所以并联部分的电压为：UR并 I3VI 1U31A 所以通过电流表的电流为R3A32）若在C.D间连一个理想电压表，则电路结构为12串联接到电源上，电压表测量的（R 、R是 R2 的电压：则 U 2R1ErR212 6V6VR212【点睛】本题中理想电流表看作短路，理想电压表看作断路，认识电路的连接关系是解题的基础
