1、最新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，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】2md 2v022mgdqL2qE【解析】【详解】由闭合电路欧姆定律得IEERR2RE两金属板间电压为UBA IR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0d12L v t2at2联立解得 E
2、2md 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2 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
3、 r =1（2） S2 闭合时 R1两端的电压为U，消耗的功率为P2 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PPMPR1606W所以开关 S2 闭合时电动机的效率P86.9%100%PM3 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
4、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 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=14 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【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
5、R=r 时， P 有最大值，最大值为PmE 2.4r5 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 I1 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：
6、EI1rI 1R1U 30.610.69612 V电源的总功率为P=I1E=7.2W或 PI12 rR1R2 / / R3=7.2W6 如图所示的电路中，电源电动势Ed 6V，内阻 r 1，一定值电阻 R0 9.0 ，变阻箱阻值在0 99.99 范围。一平行板电容器水平放置，电容器极板长L 100cm，板间距离 d40cm，重力加速度 g 10m/s 2，此时，将变阻箱阻值调到R1 2.0，一带电小球以 v010m/s 的速度从左端沿中线水平射入电容器，并沿直线水平穿过电容器。求：（ 1）变阻箱阻值 R12.0 时， R0 的电功率是多少？（ 2）变阻箱阻值 R12.0 时，若电容器的电容 C
7、 2F，则此时电容器极板上带电量多大？（ 3）保持带电小球以 v0 10m/s 的速度从左端沿中线水平射入电容器，变阻箱阻值调到何值时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出？【答案】（1） 2.25W（ 26C（3） 50） 210【解析】【详解】（1）当 R12.0 时，闭合回路电流I 为：EdIR1R0 r代入数据解得：I0.5A所以 PR0 I2R0 0.52 9 2.25W ；(2)当 R12.0 时， UR1IR1 1V由 Q CU 2 10 6C；(3) 当 R1 2.0 时，则： Mg qEE U R1d电路中分压关系，则有：U R1R1EdR1R0r调节变阻箱阻值到R1 ，使得带电
8、小球刚好从上极板边缘射出，则：qE Mg Ma2R1Ed且 U R1R1rR0E2U R1d又 d1 at 222水平向： L vot由以上各工，代入数值得R1 50。7 如图所示，电阻 R1=4， R2=6，电源内阻 r=0.6，如果电路消耗的总功率为 40W，电源输出功率为 37.6W，则电源电动势和 R3 的阻值分别为多大？【答案】 20V【解析】电源内阻消耗的功率为，得：由得：外电路总电阻为，由闭合电路欧姆定律得：。点睛：对于电源的功率要区分三种功率及其关系：电源的总功率，内电路消耗的功率，三者关系是。，输出功率8 如图所示，电源电动势 E=8V，内阻 r=10， R1=20 ,R2=
9、30 ,电容器两极板间距 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：R2U 1E4VR1R2r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 2mg madd1at 222解得： t=0
10、.1s9 如图所示的电路中，电源电动势E 11V，内阻 r1 ；电阻 R14 ，电阻R2 6 ，电容器 C 30 F ，电池内阻 r1 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，
11、电容器两端的电压等于电源的电动势，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 C10 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 R1
12、1解得I1A（2）由闭合电路的欧姆定律EIR1R并R并R2 R3R2R3解得R 31211 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：E12总电流 I1.5 AR1 R并 r 22 4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R3A3
13、（2）若在 C.D 间连一个理想电压表，则电路结构为R1、R2 串联接到电源上，电压表测量的是 R2 的电压：则 U 2R1ER212 6V6V R2 r12【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12 如图所示的电路中，电源电动势E=10V，电阻 R1=2.52，当电阻箱x， R =3R 调到 3时，理想电流表的示数为2 A求：(1)电源的内电阻？(2)调节电阻箱，使电流表的示数为1.6A时，电阻R2 消耗的电功率？【答案】(1) r = 1 (2)P2=6.45W【解析】【分析】可先求出总电阻，应用闭合电路欧姆定律，求出总电流后，即为电流表的读数，当电流表示数为1.6A 时由闭合电路欧姆定律可求出路端电压，再减去R1 两端的电压即为R2 的电压，应用功率公式计算即可。R2 Rx解： (1) R2 和 Rx 并联电阻阻值为R并 1.5 ， R2 +Rx电路外电阻电阻为RR并R14由闭合电路欧姆定律有EI (Rr )ER1得出 rI(2)电流表示数为 1.6A，电源内阻分压为U 内 =Ir 1.6V电压为 U 1IR14VR2 两端电压为 UEU 1U内 =4.4V所以 R2 功率 P2U 24.42W 6.5WR3
