高中物理閉合電路的歐姆定律練習(xí)題及答案

高中物理閉合電路的歐姆定律練習(xí)題及答案一、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(xiě)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，水平U形光滑框架，寬度，電阻無(wú)視不計(jì)，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量，電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直框架向上現(xiàn)用的拉力由靜止開(kāi)始向右拉ab棒，當(dāng)ab棒的速度達(dá)屆時(shí)，求此時(shí)：棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向；棒所受安培力的大小和方向；棒的加速度的大?。敬鸢浮浚ǎ保?.4V（２）0.8A從a流向b（３）0.16N水平向左（４）【解析】【分析】【詳解】試題分析：（1）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv，求出電動(dòng)勢(shì)的大?。?）由閉合電路歐姆定律求出回路中電流的大小，由右手定則判斷電流的方向.（3）由安培力公式求出安培力的大小，由左手定則判斷出安培力的方向．（4）根據(jù)牛頓第二定律求出ab棒的加速度．（1）根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)（2）由閉合電路歐姆定律得回路電流，由右手定則可知電流方向?yàn)椋簭腶流向b（3）ab受安培力，由左手定則可知安培力方向?yàn)椋核较蜃螅?）根據(jù)牛頓第二定律有：，得ab桿的加速度3．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(xiě)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=2.8V4．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．5．在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，內(nèi)電阻r=1.0Ω；電阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=35Ω；電容器的電容C=1000μF，電容器原來(lái)不帶電。求接通電鍵S后流過(guò)R4的總電荷量（保存兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?.0×10-3C【解析】【詳解】接通電鍵S前，R2與R3串聯(lián)后與R1并聯(lián)，因此閉合電路的總電阻：由閉合電路歐姆定律得，通過(guò)電源的電流：電源的兩端電壓：則R3兩端的電壓：接通電鍵S后通過(guò)R4的總電荷量就是電容器的電荷量。根據(jù)可得：代入數(shù)據(jù)解得：6．一電瓶車(chē)的電源電動(dòng)勢(shì)E＝48V，內(nèi)阻不計(jì)，其電動(dòng)機(jī)線圈電阻R＝3Ω，當(dāng)它以v＝4m/s的速度在水平地面上勻速行駛時(shí)，受到的阻力f＝48N。除電動(dòng)機(jī)線圈生熱外，不計(jì)其它能量損失，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)，(2)?！窘馕觥俊驹斀狻?1)電瓶車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力為：電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：；(2)由能量守恒定律得：代入數(shù)據(jù)解得：因此電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為：。7．在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，電源內(nèi)阻為1.0Ω，電路中電阻為1.5Ω，小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為．閉合開(kāi)關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的示數(shù)為2.0A．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)阻電壓與電阻電壓之和，（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，因此電動(dòng)機(jī)的電壓為（2）電源的輸出的功率為：8．如圖的電路中，電池組的電動(dòng)勢(shì)E=30V，電阻，兩個(gè)水平放置的帶電金屬板間的距離d=1.5cm。在金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m=7×10-8kg，帶電量C的油滴，當(dāng)把可變電阻器R3的阻值調(diào)到35Ω接入電路時(shí)，帶電油滴正好靜止懸浮在電場(chǎng)中，此時(shí)安培表達(dá)數(shù)I=1.5A，安培表為抱負(fù)電表，取g＝10m/s2，試求：（1）兩金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度；（2）電源的內(nèi)阻和電阻R1的阻值；（3）B點(diǎn)的電勢(shì)．【答案】（1）1400N/C（2）（3）27V【解析】【詳解】（1）由油滴受力平衡有，mg=qE，得到代入計(jì)算得出：E=1400N/C（2）電容器的電壓U3=Ed=21V流過(guò)的電流B點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)間的電勢(shì)差根據(jù)閉合電路歐姆定律得，電源的內(nèi)阻（3）由于U1=φB-0，B點(diǎn)的電勢(shì)不不大于零，則電路中B點(diǎn)的電勢(shì)φB=27V.9．電路如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻r=2Ω,電阻,,,為平行板電容器,其電容C=3.0PF,虛線到兩極板間距離相等,極板長(zhǎng),兩極板的間距（1）若開(kāi)關(guān)處在斷開(kāi)狀態(tài),則當(dāng)其閉合后,求流過(guò)的總電荷量為多少?（2）若開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),有一帶電微粒沿虛線方向以的初速度射入的電場(chǎng)中,剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng),問(wèn):當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后,此帶電微粒以相似初速度沿虛線方向射入C的電場(chǎng)中,能否從的電場(chǎng)中射出?(取)【答案】（1）；（2）不能從的電場(chǎng)中射出.【解析】【詳解】（1）開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),電阻兩端的電壓為開(kāi)關(guān)閉合后,外電阻為路端電壓為.此時(shí)電阻兩端電壓為則流過(guò)的總電荷量為（2）設(shè)帶電微粒質(zhì)量為,電荷量為當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)有當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后,設(shè)帶電微粒加速度為,則設(shè)帶電微粒能從的電場(chǎng)中射出,則水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:豎直方向的位移為:由以上各式求得故帶電微粒不能從的電場(chǎng)中射出.10．如圖所示的電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)時(shí)，V、A的示數(shù)分別為2.1V和0.5A，閉合K后它們的示數(shù)變?yōu)?V和0.6A，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻？（兩表均為抱負(fù)表）【答案】2.6V，1Ω【解析】【分析】【詳解】解：根據(jù)歐姆定律得：，代入數(shù)據(jù)得：，解得：E=2.6V，r=1Ω11．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=8V，內(nèi)阻r=10Ω，R1=20Ω,R2=30Ω,電容器兩極板間距d=0.1m。當(dāng)電鍵閉合時(shí)，一質(zhì)量m=2×10-3kg的帶電液滴正好靜止在兩極板中間。取重力加速度g=10m/s2，求：（1）帶電液滴所帶電荷量的大小q以及電性；（2）斷開(kāi)電鍵，電容器充放電時(shí)間無(wú)視不計(jì)，液滴運(yùn)動(dòng)到某一極板處需要通過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間？【答案】（1）5×10-4C，帶正電；（2）0.1s?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）電鍵閉合時(shí)，兩板間電壓U1：液滴保持靜止：解得：q=5×10-4C，帶正電（2）電鍵斷開(kāi)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：解得：t=0.1s12．如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E=110V，電阻R1=21Ω，電動(dòng)機(jī)繞組的電阻R0=0.5Ω，電鍵S1始終閉合．當(dāng)電鍵S2斷開(kāi)時(shí)，電阻R1的電功率是525W；當(dāng)電鍵S2閉合時(shí)，電阻R