高考物理閉合電路的歐姆定律真題匯編(含答案)及解析

高考物理閉合電路的歐姆定律真題匯編(含答案)及解析一、高考物理精講專題閉合電路的歐姆定律1．如圖所示電路中，，，開關(guān)S閉合時電壓表示數(shù)為11.4V，電流表示數(shù)為0.2A，開關(guān)S斷開時電流表示數(shù)為0.3A，求：(1)電阻的值．(2)電源電動勢和內(nèi)電阻．【答案】（1）15Ω（2）12V1Ω【解析】【詳解】(1)由圖可知，當開關(guān)S閉合時，兩電阻并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律則有：解得：(2)由圖可知，當開關(guān)S閉合時，兩電阻并聯(lián)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律則有：S斷開時，根據(jù)閉合電路的歐姆定律則有：聯(lián)立解得：2．如圖所示的電路中，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，電動機的電阻R0＝1.0Ω，電阻R1＝2.0Ω。電動機正常工作時，電壓表的示數(shù)U1＝4.0V，求：(1)流過電動機的電流；(2)電動機輸出的機械功率；(3)電源的工作效率?！敬鸢浮浚?）2A；（2）14W；（3）91.7%【解析】【分析】【詳解】(1)電動機正常工作時，總電流為I＝＝2A(2)電動機兩端的電壓為U＝E－Ir－U1=(12－2×0.5－4.0)V＝7V電動機消耗的電功率為P電＝UI＝7×2W＝14W電動機的熱功率為P熱＝I2R0＝22×1W＝4W電動機輸出的機械功率P機＝P電－P熱＝10W(3)電源釋放的電功率為P釋＝EI＝12×2W＝24W有用功率P有＝電源的工作效率3．在圖中R1＝14Ω，R2＝9Ω．當開關(guān)處于位置1時，電流表讀數(shù)I1＝0.2A；當開關(guān)處于位置2時，電流表讀數(shù)I2＝0.3A．求電源的電動勢E和內(nèi)電阻r．【答案】3V，1Ω【解析】【詳解】當開關(guān)處于位置1時，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I1（R1+r）當開關(guān)處于位置2時，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I2（R2+r）代入解得：r=1Ω，E=3V答：電源的電動勢E=3V，內(nèi)電阻r=1Ω．4．利用如圖所示的電路可以測量電源的電動勢和內(nèi)電阻．當滑動變阻器的滑片滑到某一位置時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.20A和2.90V．改變滑片的位置后，兩表的示數(shù)分別為0.40A和2.80V．這個電源的電動勢和內(nèi)電阻各是多大？【答案】E=3.00V，r=0.50Ω【解析】【分析】【詳解】根據(jù)全電路歐姆定律可得：；，聯(lián)立解得：E=3.00V，r=0.50Ω5．如圖的電路中，電池組的電動勢E=30V，電阻，兩個水平放置的帶電金屬板間的距離d=1.5cm。在金屬板間的勻強電場中，有一質(zhì)量為m=7×10-8kg，帶電量C的油滴，當把可變電阻器R3的阻值調(diào)到35Ω接入電路時，帶電油滴恰好靜止懸浮在電場中，此時安培表示數(shù)I=1.5A，安培表為理想電表，取g＝10m/s2，試求：（1）兩金屬板間的電場強度；（2）電源的內(nèi)阻和電阻R1的阻值；（3）B點的電勢．【答案】（1）1400N/C（2）（3）27V【解析】【詳解】（1）由油滴受力平衡有，mg=qE，得到代入計算得出：E=1400N/C（2）電容器的電壓U3=Ed=21V流過的電流B點與零電勢點間的電勢差根據(jù)閉合電路歐姆定律得，電源的內(nèi)阻（3）由于U1=φB-0，B點的電勢大于零，則電路中B點的電勢φB=27V.6．光伏發(fā)電是一種新興的清潔發(fā)電方式，預計到2020年合肥將建成世界一流光伏制造基地，打造成為中國光伏應(yīng)用第一城。某太陽能電池板，測得它不接負載時的電壓為900mV，短路電流為45mA，若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻器連接成閉合電路，則，(1)該太陽能電池板的內(nèi)阻是多大？(2)電阻器兩端的電壓是多大？(3)通電10分鐘，太陽能電池板輸送給電阻器的能量是多大？【答案】(1)20Ω(2)0.45V(3)6.075J【解析】【詳解】(1)根據(jù)歐姆定律有：，解得：；(2)閉合電路歐姆定律有：，，解得：；(3)由焦耳定律有：，解得：。答：(1)該太陽能電池板的內(nèi)阻；(2)電阻器兩端的電壓；(3)通電10分鐘，太陽能電池板輸送給電阻器的能量。7．如圖，在平行傾斜固定的導軌上端接入電動勢E＝50V，內(nèi)阻r＝1Ω的電源和滑動變阻器R，導軌的寬度d＝0.2m，傾角θ=37°．質(zhì)量m＝0.11kg的細桿ab垂直置于導軌上，與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，整個裝置處在豎直向下的磁感應(yīng)強度B＝2.2T的勻強磁場中，導軌與桿的電阻不計．現(xiàn)調(diào)節(jié)R使桿ab靜止不動．sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：（1）桿ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2；（2）滑動變阻器R有效電阻的取值范圍．【答案】（1），；（2）【解析】【詳解】（1）由題意知：當棒具有向下的運動趨勢時所受安培力最小，由物體平衡條件有代入數(shù)據(jù)解得最小安培力．當棒具有向上的運動趨勢時所受安培力最大，由物體平衡條件有：代入數(shù)據(jù)解得最大安培力．（2）設(shè)導體棒所受安培力為、時對應(yīng)R的阻值為和，則有代入數(shù)據(jù)解得，；則滑動變阻器R有效電阻的取值范圍為．8．電路圖如圖甲所示，圖乙中圖線是電路中電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象，滑動變阻器的最大阻值為15Ω，定值電阻R0＝3Ω．（1）當R為何值時，R0消耗的功率最大，最大值為多少？（2）當R為何值時，電源的輸出功率最大，最大值為多少？【答案】（1）0；10.9W；（2）4.5；13.3W【解析】【分析】（1）由乙圖得電源的電動勢和內(nèi)阻，當R=0時，R0消耗的功率最大；（2）當外電阻等于內(nèi)電阻時，電源的輸出功率最大，依次計算求解．【詳解】（1）由題干乙圖知電源的電動勢和內(nèi)阻為：E=20V，r==7.5由題圖甲分析知道，當R=0時，R0消耗的功率最大，最大為Pm==3W=10.9W（2）當R＋R0=r，即R=4.5時，電源的輸出功率最大，最大值P=(R+R0)=(3+4.5)W=13.3W9．如圖，電源電動勢ε=10V，內(nèi)阻不計，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF．(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)1.2×10-4C【解析】【詳解】（1）閉合開關(guān)S，當電路達到穩(wěn)定后，電容器相當于開關(guān)斷開，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：（2）閉合開關(guān)S時，電容器兩端的電壓即電阻R2兩端的電壓，為：開關(guān)S斷開后，電容器兩端的電壓等于電源的電動勢，為，則通過電阻R1的電荷量為：10．用電流傳感器和電壓傳感器等可測干電池的電動勢和內(nèi)電阻．改變電路的外電阻，通過電壓傳感器和電流傳感器測量不同工作狀態(tài)的端電壓和電流，輸入計算機，自動生成U－I圖線，由圖線得出電動勢和內(nèi)電阻．(1)記錄數(shù)據(jù)后，打開“坐標繪圖”界面，設(shè)x軸為“I”，y軸為“U”，點擊直接擬合，就可以畫出U－I圖象，得實驗結(jié)果如圖甲所示．根據(jù)圖線顯示，擬合直線方程為：________，測得干電池的電動勢為________V，干電池的內(nèi)電阻為________Ω.(2)現(xiàn)有一小燈泡，其U－I特性曲線如圖乙所示，若將此小燈泡接在上述干電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？(簡要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在方格圖中)．【答案】(1)y＝－2x＋1.51.52(2)0.27W【解析】(1)設(shè)直線方程為y＝ax＋b，把坐標(0,1.5)和(0.75,0)代入方程解得：a＝－2，b＝1.5，得出直線方程為：y＝－2x＋1.5；由閉合電路的歐姆定律得：E＝IR＋Ir＝U＋Ir，對比圖象可得：E＝1.5V，r＝2Ω.(2)作出U＝E－Ir圖線，可得小燈泡工作電流為0.30A，工作電壓為0.90V，因此小燈泡的實際功率為：P＝UI＝0.30×0.90W＝0.27W.11．如圖所示電路，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω．外電路中電阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=7.5Ω．電容器的電容C=4μF．（1）電鍵S閉合，電路穩(wěn)定時，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】;【解析】【分析】【詳解】（1）電鍵S閉合，電路穩(wěn)定時，電容器所在電路沒有電流．外電路總電阻為：＝3Ω干路電流為：＝1.5A路端電壓為：U＝E－Ir＝4.5V電容器的電壓為：U1＝＝1.8V所以電容器的電量：Q1＝CU1＝7.2×10-6C，b板帶正電，a板帶負電．（2）S斷開，電路穩(wěn)定時，電容器的電壓就是R2的電壓，U2＝＝3V所以電容器的電量：Q2＝CU2＝1.2×10-5C，a板帶正電，b板帶負電．則流過電流表A的電量Q＝Q1＋Q2＝1.92×10-5C．【點睛】本題主要考查了閉合電路歐姆定律的直接應(yīng)用，關(guān)鍵要同學們能理清電路的結(jié)構(gòu)，明確電容器的電壓與哪部分電路的電壓相等，要知道電路穩(wěn)定時，電容器所在電路沒有電流，其電壓與所并聯(lián)的電路兩端的電壓相等．12．如圖所示，導軌間的距離L=0.5m，B=2T，ab棒的質(zhì)量m=1kg，物塊重G=3N，ab棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，電源的電動勢E=10V，r=0.1Ω，導軌的電阻不計，ab棒電阻也不計，問R的取值范圍怎樣時棒處于靜止狀態(tài)？（g取10m/s2）【答案】1.9Ω≤R≤9.9Ω時棒處于靜止狀態(tài)【解析】【分析】【詳解】依據(jù)物體平衡條件可得，恰不右滑時有