当前位置:文档之家› 高考物理闭合电路的欧姆定律技巧(很有用)及练习题及解析

高考物理闭合电路的欧姆定律技巧(很有用)及练习题及解析

高考物理闭合电路的欧姆定律技巧(很有用)及练习题及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路,A 、B 两点间接上一电动势为4V 、内电阻为1Ω的直流电源,三个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF ,电流表内阻不计,求:(1)闭合开关S 后,电容器所带电荷量;(2)断开开关S 后,通过R 2的电荷量。

【答案】(1)6.4×10-5C ;(2)53.210C -⨯【解析】【分析】【详解】(1)当电键S 闭合时,电阻1R 、2R 被短路,据欧姆定律得电流表的读数为34A 0.8A 14E I r R ===++ 电容器所带电荷量 653320100.84C 6.410C Q CU CIR --=⨯⨯⨯=⨯==(2)断开电键后,电容器相当于电源,外电路1R 、2R 并联后与3R 串联,由于各个电阻相等,则通过2R 的电荷量为51 3.210C 2Q Q -==⨯'2.如图所示电路,电源电动势为1.5V ,内阻为0.12Ω,外电路的电阻为1.38Ω,求电路中的电流和路端电压.【答案】1A ; 1.38V【解析】【分析】【详解】闭合开关S后,由闭合电路欧姆定律得:电路中的电流I为:I==A=1A路端电压为:U=IR=1×1.38=1.38(V)3.爱护环境,人人有责;改善环境,从我做起;文明乘车,低碳出行。

随着冬季气候的变化,12月6号起,阳泉开始实行机动车单双号限行。

我市的公交和出租车,已基本实现全电动覆盖。

既节约了能源,又保护了环境。

电机驱动的原理,可以定性简化成如图所示的B=T的垂直于平面向里的磁场,电阻为1Ω的导体棒ab垂直放电路。

在水平地面上有5在宽度为0.2m的导体框上。

电源E是用很多工作电压为4V的18650锂电池串联而成的,不计电源内阻及导体框电阻。

接通电源后ab恰可做匀速直线运动,若ab需要克服400N 的阻力做匀速运动,问:(1)按如图所示电路,ab会向左还是向右匀速运动?(2)电源E相当于要用多少节锂电池串联?【答案】(1)向右;(2)100节【解析】【分析】【详解】(1)电流方向由a到b,由左手定则可知导体棒ab受到向右的安培力,所以其向右匀速运动。

(2)ab做匀速运动,安培力与阻力相等,即=400NBIL F=阻解得400I=A则400V U IR ==电源E 相当于要用锂电池串联节数 4001004U n E ===节 4.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v 0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】220222md v mgd E qL q=+ 【解析】【详解】 由闭合电路欧姆定律得2E E I R R R==+ 两金属板间电压为U BA =IR =2E 由牛顿第二定律得q BA U d-mg =ma 液滴在电场中做类平抛运动,有L =v 0t 21 22dat = 联立解得220222md v mgd E qL q=+ 【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.5.在图中R 1=14Ω,R 2=9Ω.当开关处于位置1时,电流表读数I 1=0.2A ;当开关处于位置2时,电流表读数I 2=0.3A .求电源的电动势E 和内电阻r .【答案】3V ,1Ω【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 =I 1(R 1+r )当开关处于位置2时,根据闭合电路欧姆定律得:E =I 2(R 2+r )代入解得:r =1Ω,E =3V答:电源的电动势E =3V ,内电阻r =1Ω.6.如图所示的电路中,电源电动势E d =6V ,内阻r =1Ω,一定值电阻R 0=9.0Ω,变阻箱阻值在0﹣99.99Ω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d =40cm ,重力加速度g =10m/s 2,此时,将变阻箱阻值调到R 1=2.0Ω,一带电小球以v 0=10m/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R 1=2.0Ω时,R 0的电功率是多少?(2)变阻箱阻值R 1=2.0Ω时,若电容器的电容C =2μF ,则此时电容器极板上带电量多大?(3)保持带电小球以v 0=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 (2)2×10﹣6C (3)50Ω【解析】【详解】(1)当R 1=2.0Ω时,闭合回路电流I 为:01d E I R r R =++代入数据解得:I =0.5A所以P R0=I 2R 0=0.52×9=2.25W ;(2)当R 1=2.0Ω时,U R1=IR 1=1V由Q =CU =2×10﹣6C ;(3) 当R 1=2.0Ω时,则:Mg =qE1R U E d= 电路中分压关系,则有: 1110R d R U E R R r=++ 调节变阻箱阻值到'1R ,使得带电小球刚好从上极板边缘射出,则:qE 2﹣Mg =Ma 且''11'10R d R U E R r R =++ '12R U E d= 又2122d at = 水平向:L =v o t 由以上各工,代入数值得'1R =50Ω。

7.光伏发电是一种新兴的清洁发电方式,预计到2020年合肥将建成世界一流光伏制造基地,打造成为中国光伏应用第一城。

某太阳能电池板,测得它不接负载时的电压为900mV ,短路电流为45mA ,若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连接成闭合电路,则,(1)该太阳能电池板的内阻是多大?(2)电阻器两端的电压是多大?(3)通电10分钟,太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大?【答案】(1) 20Ω (2) 0.45V (3) 6.075J【解析】【详解】(1)根据欧姆定律有:sE r I =, 解得: 20Ωr =;(2)闭合电路欧姆定律有:E I R r=+,U IR =, 解得: 0.45V U =;(3)由焦耳定律有:2Q I RT =,解得:6.075J Q =。

答:(1)该太阳能电池板的内阻20Ωr =; (2)电阻器两端的电压0.45V U =;(3)通电10分钟,太阳能电池板输送给电阻器的能量 6.075J Q =。

8.如图所示,电源电动势E =8V ,内阻r =10Ω,R 1=20Ω,R 2=30Ω,电容器两极板间距d =0.1m 。

当电键闭合时,一质量m =2×10-3kg 的带电液滴恰好静止在两极板中间。

取重力加速度g =10m/s 2,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)5×10-4C ,带正电;(2)0.1s 。

【解析】【详解】(1)电键闭合时,两板间电压U 1:21124V R U E R R r==++ 液滴保持静止: 1U qmg d= 解得:q =5×10-4C ,带正电(2)电键断开时,两板间电压: U 2=E =8V液滴向上做匀加速运动,加速度a :2U q mg ma d-=2122d at = 解得:t =0.1s9.如图所示,电源电动势E =15V ,内阻r =0.5Ω,电阻R 1=3Ω,R 2=R 3=R 4=8Ω,一电荷量q =+3×10-5C 的小球,用长l =0.1m 的绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的O 点。

电键S 合上后,小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°,已知两板间距d =0.1m ,取重力加速度g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

求:(1)两板间的电场强度的大小;(2)带电小球的质量;(3)现剪断细线,并在此瞬间使小球获得水平向左的初速度,则小球刚好运动到左极板,求小球到达左极板的位置与O 点的距离L 。

【答案】(1)140V/m (2)45.610m kg -=⨯(3)0.16m【解析】【详解】(1)电阻连接后的总外电阻为: 231237ΩR R R R R R =+=+ 干路上的电流: 2A E I R r==+ 平行板电容器两板间电压: 14V U IR ==电场强度:140V/m U E d== (2)由小球的受力情况知: tan θEq mg =解得:45.610kg m -=⨯(3)剪断细线后,在水平方向上做匀减速直线运动21sinθ2l at = Eq a m=竖直方向做自由落体运动: 212h gt =解得: 0.08m h =小球与左板相碰的位置为:cos θ0.16m L h l =+=10.如图所示电路中,电源电动势12E V =,内阻2r =Ω,14R =Ω,26R =Ω,33R =Ω.(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23R R 、并联后与1R 串联,接到电源上,根据闭合电路欧姆定律得:总电流112 1.5224E I A R R r ===++++并 所以并联部分的电压为:3U R I V 并==所以通过电流表的电流为13313U I A A R ===. (2)若在C.D 间连一个理想电压表,则电路结构为12R R 、串联接到电源上,电压表测量的是2R 的电压:则2212126612E U R V V R R r ==⨯=++. 【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.11.在如图所示的电路中,R 1=3Ω,R 2=6Ω,R 3=1.5Ω,C =20μF ,当开关S 断开时,电源的总功率为2W ;当开关S 闭合时,电源的总功率为4W ,求:(1)电源的电动势和内电阻;(2)闭合S 时,电源的输出功率;(3)S 断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少?【答案】(1)4V ,0.5Ω (2)3.5W (3)-5610C ⨯ ,0【解析】【分析】断开S ,R 2、R 3串联,根据闭合电路欧姆定律求解出电流和电功率表达式;S 闭合,R 1、R 2并联再与R 3串联,再次根据闭合电路欧姆定律求解出电流和电功率表达式;最后联立求解;闭合S 时电源的输出功率为P =EI -I 2r ;S 断开时,C 两端电压等于电阻R 2两端电压,求解出电压后根据Q =CU 列式求解.【详解】(1)S 断开,R 2、R 3串联根据闭合电路欧姆定律可得:E I R r=+ 总功率为:227.5E P IE W r===+ S 闭合,R 1、R 2并联再与R 3串联,总外电阻12312 3.5R R R R R R =+=Ω+ 根据闭合电路欧姆定律可得: 3.5E E I R r r='+'=+ 所以总功率为:23.5E P EI r='=+ 联立解得:E =4V ,r =0.5Ω(2)闭合S ,总外电阻R ′=3.5Ω 干路电流为1E I A R r'=+'= 输出功率P 出=EI ′-I ′2r =4×1-1×0.5=3.5W(3)S 断开时,C 两端电压等于电阻R 2两端电压:22224637.57.50.5E U I R R V V r ==⋅=⨯=++可得电量为:Q =CU 2=20×10-6×3=6×10-5C【点睛】本题首先要理清电路结构,然后结合闭合电路欧姆定律和电功率表达式列式分析.12.如图所示的电路中,电源电动势E =10V ,电阻R 1=2.5Ω,R 2=3Ω,当电阻箱R x 调到3Ω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R 2消耗的电功率?【答案】(1)r = 1Ω (2)P 2=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R 1两端的电压即为R 2的电压,应用功率公式计算即可。

相关主题