高中物理閉合電路的歐姆定律專題訓(xùn)練答案及解析

高中物理閉合電路的歐姆定律專項(xiàng)訓(xùn)練答案及解析一、高考物理精講專項(xiàng)閉合電路的歐姆定律1．小勇同窗設(shè)計(jì)了一種測(cè)定風(fēng)力大小的裝置，其原理如圖所示。E是內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為6V的電源。是一種阻值為的定值電阻。V是由抱負(fù)電壓表改裝成的指針式測(cè)風(fēng)力顯示屏。R是與迎風(fēng)板A相連的一種壓敏電阻，其阻值可隨風(fēng)的壓力大小變化而變化，其關(guān)系以下表所示。迎風(fēng)板A的重力無(wú)視不計(jì)。試求：壓力F/N050100150200250300…電阻30282624222018…（1）運(yùn)用表中的數(shù)據(jù)歸納出電阻R隨風(fēng)力F變化的函數(shù)式；（2）若電壓表的最大量程為5V，該裝置能測(cè)得的最大風(fēng)力為多少牛頓；（3）當(dāng)風(fēng)力F為500N時(shí)，電壓表達(dá)數(shù)是多少；（4）如果電源E的電動(dòng)勢(shì)減少，要使相似風(fēng)力時(shí)電壓表測(cè)得的示數(shù)不變，需要調(diào)換，調(diào)換后的的阻值大小如何變化？（只寫結(jié)論）【答案】（1）；（2）；（3）；（4）阻值變大【解析】【分析】【詳解】（1）通過(guò)表中數(shù)據(jù)可得：，故R與F成線性變化關(guān)系設(shè)它們的關(guān)系式為：代入數(shù)據(jù)得：①（2）由題意，上的電壓，通過(guò)的電流為②③解①~④式，得，當(dāng)電壓表兩端電壓為5V時(shí)，測(cè)得的風(fēng)力最大④（3）由①式得⑤（4）阻值變大2．如圖所示電路中，，，，電池的內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)．（1）閉合開(kāi)關(guān)S，求穩(wěn)定后通過(guò)的電流．（2）求將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后流過(guò)的總電荷量．【答案】（1）1A；（2）【解析】【詳解】（1）閉合開(kāi)關(guān)S電路穩(wěn)定后，電容視為斷路，則由圖可知，與串聯(lián)，由閉合電路的歐姆定律有：因此穩(wěn)定后通過(guò)的電流為1A．（2）閉合開(kāi)關(guān)S后，電容器兩端的電壓與的相等，有將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電容器兩端的電壓與電源的電動(dòng)勢(shì)相等，有流過(guò)的總電荷量為3．手電筒里的兩節(jié)干電池（串聯(lián)）用久了，燈泡發(fā)出的光會(huì)變暗，這時(shí)我們會(huì)覺(jué)得電池沒(méi)電了。但有人為了“節(jié)省”，在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用。設(shè)一節(jié)新電池的電動(dòng)勢(shì)E1=1.5V，內(nèi)阻r1=0.3Ω；一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢(shì)E2=1.2V，內(nèi)阻r2=4.3Ω。手電筒使用的小燈泡的電阻R=4.4Ω。求：(1)當(dāng)使用兩節(jié)新電池時(shí)，燈泡兩端的電壓；(2)當(dāng)使用新、舊電池混裝時(shí)，燈泡兩端的電壓及舊電池的內(nèi)阻r2上的電壓；(3)根據(jù)上面的計(jì)算成果，分析將新、舊電池搭配使用與否妥當(dāng)?！敬鸢浮?1)2.64V；(2)1.29V；(3)不當(dāng)當(dāng)。由于舊電池內(nèi)阻消耗的電壓Ur不不大于其電動(dòng)勢(shì)E2（或其消耗的電壓不不大于其提供的電壓），燈泡的電壓變小【解析】【分析】【詳解】(1)兩節(jié)新電池串聯(lián)時(shí)，電流燈泡兩端的電壓(2)一新、一舊電池串聯(lián)時(shí)，電流燈泡兩端的電壓舊電池的內(nèi)阻r2上的電壓(3)不當(dāng)當(dāng)。由于舊電池內(nèi)阻消耗的電壓Ur不不大于其電動(dòng)勢(shì)E2（或其消耗的電壓不不大于其提供的電壓），燈泡的電壓變小。4．在如圖所示的電路中，電阻箱的阻值R是可變的，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電源的內(nèi)阻為r，其它部分的電阻均可無(wú)視不計(jì)。（1）閉合開(kāi)關(guān)S，寫出電路中的電流I和電阻箱的電阻R的關(guān)系體現(xiàn)式；（2）若電源的電動(dòng)勢(shì)E為3V，電源的內(nèi)阻r為1Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)把電阻箱R的阻值調(diào)節(jié)為14Ω時(shí)，電路中的電流I為多大？此時(shí)電源兩端的電壓（路端電壓）U為多大？【答案】(1)(2)0.2A2.8V【解析】【詳解】（1）由閉合電路的歐姆定律，得關(guān)系體現(xiàn)式:（2）將E=3V，r=1Ω，R=14Ω，代入上式得：電流表的示數(shù)I==0.2A電源兩端的電壓U=IR=2.8V5．如圖所示，豎直放置的兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌的兩端分別與電源（串有一滑動(dòng)變阻器R）、定值電阻、電容器（原來(lái)不帶電）和開(kāi)關(guān)K相連．整個(gè)空間充滿了垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．一質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上．已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電容器的電容為C，定值電阻的阻值為R0，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．（1）當(dāng)K接1時(shí)，金屬棒ab在磁場(chǎng)中正好保持靜止，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R為多大？（2）當(dāng)K接2后，金屬棒ab從靜止開(kāi)始下落，下落距離s時(shí)達(dá)成穩(wěn)定速度，則此穩(wěn)定速度的大小為多大？下落s的過(guò)程中所需的時(shí)間為多少？（3）ab達(dá)成穩(wěn)定速度后，將開(kāi)關(guān)K忽然接到3，試通過(guò)推導(dǎo)，闡明ab作何種性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？求ab再下落距離s時(shí)，電容器儲(chǔ)存的電能是多少？（設(shè)電容器不漏電，此時(shí)電容器沒(méi)有被擊穿）【答案】（1）（2）（3）勻加速直線運(yùn)動(dòng)【解析】【詳解】（1）金屬棒ab在磁場(chǎng)中正好保持靜止，由BIL=mg

得

（2）由

得

由動(dòng)量定理，得

其中得（3）K接3后的充電電流

mg-BIL=ma

得=常數(shù)因此ab棒的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是“勻加速直線運(yùn)動(dòng)”，電流是恒定的．

v22-v2=2as根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒得

解得：【點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識(shí)的綜合，核心要會(huì)推導(dǎo)加速度的體現(xiàn)式，通過(guò)分析棒的受力狀況，擬定其運(yùn)動(dòng)狀況．6．如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻未知，，，L為規(guī)格“，”的燈泡，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，燈泡正好正常發(fā)光．（不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響）試求：（1）燈泡的額定電流和和燈絲電阻；（2）電源的內(nèi)阻；（3）開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率．【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）燈泡的額定電流，燈絲電阻；（2）斷開(kāi)S時(shí)，燈L正常發(fā)光，即，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得；（3）閉合S時(shí)，設(shè)外電路總電阻為，；因此；設(shè)干路電流為，則；燈兩端的電壓，則；燈的實(shí)際功率為：．點(diǎn)睛：對(duì)于直流電路的計(jì)算問(wèn)題，往往先求出局部的電阻，再求出外電路總電阻，根據(jù)歐姆定律求出路端電壓和總電流，再計(jì)算各部分電路的電壓和電流．7．如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表(均為抱負(fù)電表)的示數(shù)各為1.6V和0.4A．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，它們的示數(shù)各變化0.1V和0.1A，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．【答案】E＝2V，r＝1Ω【解析】試題分析：當(dāng)S閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得：U1＝E－I1r即E＝1．6＋0．4r，①當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，只有R1接入電路，由閉合電路歐姆定律得：U2＝E－I2r，即E＝（1．6＋0．1）＋（0．4－0．1）r，②由①②得：E＝2V，r＝1Ω．考點(diǎn)：閉合電路歐姆定律【名師點(diǎn)睛】求解電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，經(jīng)常根據(jù)兩種狀況由閉合電路歐姆定律列方程組求解，因此要切記閉合電路歐姆定律的不同體現(xiàn)形式．8．如圖所示電路，已知R3=4Ω，閉合電鍵，安培表讀數(shù)為0.75A，伏特表讀數(shù)為2V，通過(guò)一段時(shí)間，一種電阻被燒壞(斷路)，使安培表讀數(shù)變?yōu)?.8A，伏特表讀數(shù)變?yōu)?.2V，問(wèn)：（1）哪個(gè)電阻發(fā)生斷路故障？（2）R1的阻值是多少？（3）能否求出電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r？如果能，求出成果；如果不能，闡明理由．【答案】（1）R2被燒斷路（2）4Ω（3）只能求出電源電動(dòng)勢(shì)E而不能求出內(nèi)阻r，E=4V【解析】【分析】【詳解】（1）由于發(fā)生故障后，伏特表和安培表有示數(shù)且增大，闡明外電阻增大，故只能是R2被燒斷了．（2）R2被燒斷后，電壓表的示數(shù)等于電阻R1兩端的電壓，則.。（3）第一種狀況下，有：電阻R3兩端的電壓為：U3=I1R1-U1=0.75×4-2=1V，通過(guò)電阻R3的電流為，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I1R1+（I1+I3）（R4+r）第二狀況下，有E=U1′+I1′（R4+r）代入可得：E=3+（R4+r）E=3.2+0.8（R4+r）解得：E=4V，R4+r=1Ω，由于R4未知，故只能求出電源電動(dòng)勢(shì)E而不能求出內(nèi)阻r?！久麕燑c(diǎn)睛】本題閉合電路的歐姆定律的應(yīng)用以及電路的分析和計(jì)算問(wèn)題，注意解題時(shí)要注意有兩種狀況，根據(jù)閉合電路歐姆定律列出兩個(gè)方程，求解電動(dòng)勢(shì)或內(nèi)阻，是慣用的辦法；此題同時(shí)給了我們一種測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的辦法.9．如圖所示的電路中，電阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，電源內(nèi)電阻r=1Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，抱負(fù)電流表的示數(shù)I2=0.4A．求：（1）電阻R3兩端的電壓U3；（2）流過(guò)電阻R1的電流I1的大??；（3）電源的總功率P．【答案】（1）6.0V（2）0.6A（3）7.2W【解析】【詳解】（1）電阻R3兩端有電壓為（V）（2）通過(guò)電阻R3的電流大小：A流過(guò)電阻R1的電流大小為：I1=I2+I3=0.4+0.2=0.6A（3）電源的電動(dòng)勢(shì)為：V電源的總功率為P=I1E=7.2W或=7.2W10．如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為kg，電阻為，放置在與水平面成角的光滑傾斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為0.5m且電阻不計(jì)，系統(tǒng)處在垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，電源內(nèi)阻為，通電后桿能靜止于導(dǎo)軌上，g取10m/s2。求：（1）電源電動(dòng)勢(shì)E；（2）若忽然將磁場(chǎng)反向，求反向后瞬間導(dǎo)體桿的加速度。（不計(jì)磁場(chǎng)反向引發(fā)的電磁感應(yīng)效應(yīng)）【答案】(1)(2)【解析】【詳解】（1）開(kāi)關(guān)閉合，通電導(dǎo)體棒受重力、安培力、支持力而處在靜止?fàn)顟B(tài)，受力示意圖以下：沿斜面方向受力平衡：①根據(jù)歐姆定律：②聯(lián)立①、②解得：③（2）磁場(chǎng)反向后，導(dǎo)體棒將沿導(dǎo)軌向下加速運(yùn)動(dòng)，受力示意圖以下由牛頓第二定律：④解得：（沿導(dǎo)軌平面對(duì)下）⑤11．如圖所示，圖線AB是某閉合電路的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖線，OM是某定值電阻R的伏安特性曲線，由圖求：（1）R的阻值；（2）處在直線OM與AB交點(diǎn)C時(shí)電源的輸出功率；（3）電源的最大輸出功率?！敬鸢浮浚?）（2）8W（3）9W【解析】【分析】（1）根據(jù)伏安特性曲線的斜率求出電阻的阻值．（2）交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓和電流為電源輸出電壓和輸出電流，根據(jù)P=UI求出電源的輸出功率．（3）當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率最大．【詳解】（1）OM是電阻的伏安特性曲線，電阻：．（2）交點(diǎn)C處電源的輸出功率為：（3）電源的最大輸出功率Pm，是在外電阻的阻值恰等于電源內(nèi)電阻時(shí)達(dá)成的．答：（1）R的阻值為2Ω．（2）處在直線OM與AB交點(diǎn)C時(shí)電源的輸出功率為8W．（3）電源的最大輸出功率為9W．【點(diǎn)睛】對(duì)于圖線核心要根據(jù)物理規(guī)律，從數(shù)學(xué)角度來(lái)理解其物理意義．本題要抓住圖線的斜率、交點(diǎn)的意義來(lái)理解圖象的意義．12．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，電阻R1=2.5Ω，R2=3Ω，當(dāng)電阻箱Rx調(diào)到3Ω時(shí)，抱負(fù)電流表的示數(shù)為2A．求：(1)電源的內(nèi)電阻