高考物理閉合電路的歐姆定律解題技巧和訓(xùn)練方法及練習(xí)題(含答案)含解析

1、高考物理閉合電路的歐姆定律解題技巧和訓(xùn)練方法及練習(xí)題( 含答案 ) 含解析一、高考物理精講專題閉合電路的歐姆定律1 如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)e 12 v，內(nèi)阻 r 0.5 ，電動(dòng)機(jī)的電阻r0 1.0，電阻 r1 2.0 。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)u1 4.0 v，求：(1)流過電動(dòng)機(jī)的電流；(2)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率；(3)電源的工作效率。【答案】（ 1） 2a；（ 2） 14w；（ 3） 91.7%【解析】【分析】【詳解】(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，總電流為i u 1 2ar1(2)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為u e ir u1=(12 2 0.5 4.0) v 7 v電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為p 電

2、 ui 72 w 14 w電動(dòng)機(jī)的熱功率為p 熱 i2r0 22 1 w4 w電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率p 機(jī) p 電 p 熱 10 w(3)電源釋放的電功率為p 釋 ei 122 w 24 w有用功率p 有 uii 2 r122w電源的工作效率p有 =91.7%p釋2 如圖所示，金屬導(dǎo)軌平面動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，與水平方向成 37角，其一端接有電動(dòng)勢(shì) e 4.5v，內(nèi)阻 r 0.5 的直流電源?，F(xiàn)把一質(zhì)量m 0.1kg 的導(dǎo)體棒ab 放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間距離l 2m，電阻 r 2.5 ，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度b 0.5t，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。己知sin

3、37 0.6， cos370.8， g 10m/s 2（不考慮電磁感應(yīng)影響），求：(1)通過導(dǎo)體棒中電流大小和導(dǎo)體棒所受安培力大??；(2)導(dǎo)體棒加速度大小和方向?！敬鸢浮?(1) 1.5a， 1.5n；(2)2.6m/s 2，方向沿導(dǎo)軌平面向上【解析】【詳解】(1)由閉合電路歐姆定律可得ei1.5arr根據(jù)安培力公式可得導(dǎo)體棒所受安培力大小為fbil1.5n(2)對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有bil cos mgsin fmaffncosbilsinmg聯(lián)立可得a2.6m/s 2方向沿導(dǎo)軌平面向上3 在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)e=3.0 v，內(nèi)電阻 r=1.0 ；電阻 r1=10 ，

4、 r2=10 ，r3=35 ；電容器的電容 c=1000f，電容器原來不帶電。求接通電鍵s 后流過 r4 的總電荷量（保留兩位有效數(shù)字）。-3【答案】 2.0 10c【解析】【詳解】接通電鍵s 前， r2 與 r3 串聯(lián)后與r1 并聯(lián)，所以閉合電路的總電阻：r1( r2r3 )rrr1r2r3由閉合電路歐姆定律得，通過電源的電流：i電源的兩端電壓：erue ir則 r3 兩端的電壓：u 3r3ur2r3接通電鍵s 后通過 r4 的總電荷量就是電容器的電荷量。根據(jù) qcu 可得：qcu 3代入數(shù)據(jù)解得：q2.010-3 c4 一電瓶車的電源電動(dòng)勢(shì)e48v，內(nèi)阻不計(jì)，其電動(dòng)機(jī)線圈電阻r 3，當(dāng)它以

5、v 4m/s的速度在水平地面上勻速行駛時(shí)，受到的阻力f48n。除電動(dòng)機(jī)線圈生熱外，不計(jì)其他能量損失，求：(1)該電動(dòng)機(jī)的輸出功率；(2)電動(dòng)機(jī)消耗的總功率?！敬鸢浮?(1) 192w ， (2) 384w 。【解析】【詳解】(1)電瓶車勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力為：ff48n電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：p出fv484w192w ；(2)由能量守恒定律得：eip出i 2 r代入數(shù)據(jù)解得：i8a所以電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為：p總ei488w384w 。5 在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12v，電源內(nèi)阻為1.0 ，電路中電阻r0 為 1.5 ，小型直流電動(dòng)機(jī)m 的內(nèi)阻為 0.5閉合開關(guān)s 后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的示數(shù)為2

6、.0a求：（ 1）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓 ；（ 2）電源輸出的電功率 【答案】 （1） 7.0v（ 2）20w【解析】試題分析：（ 1）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)減去內(nèi)阻電壓與電阻和，（ 2）電源輸出的電功率等于電源的總功率減去熱功率.（1）電路中電流表的示數(shù)為2.0a，所以電動(dòng)機(jī)的電壓為r0 電壓之u e u內(nèi) u r0 122 12 1.5 v7v（2）電源的輸出的功率為：p總ei i 2r12 2 22 1 w 20w6 如圖所示，合上電鍵 s1。當(dāng)電鍵2閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.75a；當(dāng)電鍵2斷開ss時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5a， r1=r2=2。求電源電動(dòng)勢(shì)e 和內(nèi)電阻r?！敬鸢浮?e

7、=1.5v r=1?！窘馕觥俊驹斀狻慨?dāng)電鍵 s2 閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.75a，有：e i（1 r并r） i1( r1r )2當(dāng)電鍵 s2 斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5a，有：e=i2（ r1+r）代入數(shù)據(jù)解得e=1.5vr =1。7 如圖所示，電阻r1 2，小燈泡l 上標(biāo)有 “ 3v 1.5 w，電”源內(nèi)阻r 1，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為r0（大小未知），當(dāng)觸頭p 滑動(dòng)到最上端a 時(shí)安培表的讀數(shù)為l a，小燈泡l 恰好正常發(fā)光，求：(1)滑動(dòng)變阻器的最大阻值r0；(2)當(dāng)觸頭 p 滑動(dòng)到最下端b 時(shí)，求電源的總功率及輸出功率【答案】 （1） 6（ 2） 12 w ； 8 w【解析】【分析】

8、【詳解】pl（1）當(dāng)觸頭p 滑動(dòng)到最上端 a 時(shí)，流過小燈泡 l 的電流為： i l 0.5a u l流過滑動(dòng)變阻器的電者吶：i 0i a i l0.5 a故： r0u l6i 0（2）電源電動(dòng)勢(shì)為：eu li a (r1r ) 6v當(dāng)觸頭 p ，滑動(dòng)到最下端b 時(shí)，滑動(dòng)交阻器和小燈泡均被短路電路中總電流為：e2airr1故電源的總功率為：pei12w總輸出功率為： p出 eii 2 r8w8 如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)e=8v，內(nèi)阻 r=10， r1=20 ,r2=30 ,電容器兩極板間距d=0.1m 。當(dāng)電鍵閉合時(shí)，一質(zhì)量m=210-3kg 的帶電液滴恰好靜止在兩極板中間。取重力加速度g=10m

9、/s2，求：（1）帶電液滴所帶電荷量的大小q 以及電性；（2）斷開電鍵，電容器充放電時(shí)間忽略不計(jì)，液滴運(yùn)動(dòng)到某一極板處需要經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間？【答案】（ 1） 510-4c，帶正電；（ 2） 0.1s。【解析】【詳解】（1）電鍵閉合時(shí)，兩板間電壓u1：r2u 1e4vr1r2r液滴保持靜止：q u 1mgd解得： q=510-4c，帶正電（2）電鍵斷開時(shí)，兩板間電壓：u2=e=8v液滴向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a：q u 2mgmadd 1 at 22 2解得： t=0.1s9 如圖所示 ,電源電動(dòng)勢(shì) e=10v,內(nèi)阻 r=1,定值電阻 r1=3。電鍵 s 斷開時(shí) ,定值電阻 r2 的功率為 6w,電

10、源的輸出功率為 9w。電鍵 s 接通后 ,理想電流表的讀數(shù)為 1.25a。求出：（ 1）斷開電鍵 s 時(shí)電流表的讀數(shù)；（ 2）定值電阻 r3 的阻值。【答案】 (1)1a(2)12【解析】【詳解】（1）電鍵斷開時(shí)，電阻r1 消耗的功率為：p1p - p2 3w出根據(jù)pi2r11解得i1a（2）由閉合電路的歐姆定律eir1r并r2 r3r并r2r3解得r 31210 如圖，電源電動(dòng)勢(shì)=10v，內(nèi)阻不計(jì)， r1=42，c=30f， r =6(1)閉合電鍵 s，求穩(wěn)定后通過r1 的電流(2)然后將電鍵s斷開，求這以后流過r1 的總電量【答案】 (1)1a (2)1.2-410c【解析】【詳解】（ 1

11、）閉合開關(guān) s，當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定后，電容器相當(dāng)于開關(guān)斷開，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：i =10a1ar1 +r246（2）閉合開關(guān)s 時(shí)，電容器兩端的電壓即電阻r2 兩端的電壓，為：u 2 =ir2 =6v開關(guān) s 斷開后，電容器兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，為=10v ，則通過電阻r1 的電荷量為：q=c eu 2 =3 10 5106 c1.2 10 4 c11 如圖甲所示，水平面上放置一矩形閉合線框abcd， 已知 ab 邊長(zhǎng) l1 =1.0m、 bc 邊長(zhǎng)l2=0.5m ，電阻 r=0.1。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于線框平面，線框恰好有一半處在磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 b 在 0.2s 內(nèi)隨時(shí)間變化情況如圖乙

12、所示，取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向。線框在摩擦力作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)。求：（ 1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；（ 2）線框中產(chǎn)生的焦耳熱；（ 3）線框受到的摩擦力的表達(dá)式?！敬鸢浮浚?1） 0.25v；（ 2） 0.125j；（ 3） 1.25 t 0.1 n 【解析】【分析】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律及能量守恒定律的應(yīng)用【詳解】（ 1）由題意可知，線框在磁場(chǎng)中的面積不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度在不斷增大，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知b sb bc 1 abe n=2tttb 等于乙圖象中b-t 圖線的斜率1t/s，聯(lián)立求得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e0.25vt（2）因磁場(chǎng)均勻變化，故而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定，根據(jù)

13、閉合電路歐姆定律知，在這0.2s 內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流ei2.5ar再根據(jù)焦耳定律有q =i 2 rt0.125j（3）水平方向上線框受到靜摩擦力應(yīng)始終與所受安培力二力平衡，有ff安 =bil(0.1t) 2.5 0.5n1.25(t0.1)n12 如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì) e=6v，內(nèi)阻 r=1 外電路中電阻r1=2， r2=3，r3=7.5 電容器的電容 c=4f（ 1）電鍵 s 閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所帶的電量（ 2）電鍵從閉合到斷開，流過電流表a 的電量【答案】 7.210 6 c ; 1.9210 5 c【解析】【分析】【詳解】（1）電鍵 s 閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所在電路沒有電流外電路總電阻為： 3干路電流為：路端電壓為： 1. 5au e ir 4. 5v電容器的電壓為：u1 1. 8v所以電容器的電量：q1 cu1 7. 2-610c， b 板帶正電，