高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧讲解及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示，R 1=R 2=2.5Ω，滑动变阻器R 的最大阻值为10Ω，电压表为理想电表。

闭合电键S ，移动滑动变阻器的滑片P ，当滑片P 分别滑到变阻器的两端a 和b 时，电源输出功率均为4.5W 。

求 (1)电源电动势；(2)滑片P 滑动到变阻器b 端时，电压表示数。

【答案】(1) 12V E = (2) 7.5V U 【解析】 【详解】(1)当P 滑到a 端时，21124.5RR R R R R =+=Ω+外 电源输出功率：22111(E P I R R R r==+外外外） 当P 滑到b 端时，1212.5R R R =+=Ω外电源输出功率：22222(E P I R R R r==+'外外外） 得：7.5r =Ω 12V E =(2)当P 滑到b 端时，20.6A EI R r==+'外电压表示数：7.5V U E I r ='=-2．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电路。

在水平地面上有5B =T 的垂直于平面向里的磁场，电阻为1Ω的导体棒ab 垂直放在宽度为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400N BIL 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3．如图所示的电路中，当S 闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V 和0.4A ．当S 断开时，它们的示数各改变0.1V 和0.1A ，求电源的电动势和内电阻．【答案】E＝2 V，r＝1 Ω【解析】试题分析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U1＝E－I1r即E＝1．6＋0．4r，①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U2＝E－I2r，即E＝（1．6＋0．1）＋（0．4－0．1）r，②由①②得：E＝2 V，r＝1 Ω．考点：闭合电路欧姆定律【名师点睛】求解电源的电动势和内阻，常常根据两种情况由闭合电路欧姆定律列方程组求解，所以要牢记闭合电路欧姆定律的不同表达形式．4．利用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻．当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表和电压表的示数分别为0.20A和2.90V．改变滑片的位置后，两表的示数分别为0.40A和2.80V．这个电源的电动势和内电阻各是多大？【答案】E=3.00V，r=0.50Ω【解析】【分析】【详解】根据全电路欧姆定律可得：；，联立解得：E=3.00V，r=0.50Ω5．如图所示，电源电动势E=30 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=4 Ω，R2=10 Ω．两正对的平行金属板长L=0.2 m，两板间的距离d=0.1 m．闭合开关S后，一质量m=5×10﹣8kg，电荷量q=+4×10﹣6C的粒子以平行于两板且大小为 =5×102m/s的初速度从两板的正中间射入，求粒子在两平行金属板间运动的过程中沿垂直于板方向发生的位移大小？（不考虑粒子的重力）【答案】【解析】根据闭合电路欧姆定律，有：电场强度：粒子做类似平抛运动，根据分运动公式，有：L=v 0t y=at 2 其中：联立解得：点睛：本题是简单的力电综合问题，关键是明确电路结构和粒子的运动规律，然后根据闭合电路欧姆定律和类似平抛运动的分运动公式列式求解．6．如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道宽为d ，管道高度为h ，上、下两面是绝缘板，前后两侧M N 、是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S 和定值电阻R 相连。

整个管道置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B 、方向沿z 轴正方向。

管道内始终充满导电液体，M N 、两导体板间液体的电阻为r ，开关S 闭合前后，液体均以恒定速率0v 沿x 轴正方向流动。

忽略液体流动时与管道间的流动阻力。

（1）开关S 断开时，求M N 、两导板间电压0U ，并比较M N 、导体板的电势高低； （2）开关S 闭合后，求：a. 通过电阻R 的电流I 及M N 、两导体板间电压U ；b. 左右管道口之间的压强差p 。

【答案】（1）U 0=Bdv 0，M N ϕϕ> （2）a ．0BdRv U R r=+；b ．20()B dv p h R r =+【解析】 【详解】（1）该发电装置原理图等效为如图，管道中液体的流动等效为宽度为d 的导体棒切割磁感线，产生的电动势E =Bdv 0则开关断开时U 0=Bdv 0由右手定则可知等效电源MN 内部的电流为N 到M ，则M 点为等效正极，有M N ϕϕ>； （2）a ．由闭合电路欧姆定律00U Bdv I R r R r==++ 外电路两端的电压：00U R BdRv U IR R r R r===++ b ．设开关闭合后，管道两端压强差分别为p ，忽略液体所受的摩擦阻力，开关闭合后管道内液体受到安培力为F 安，则有phd F =安 =F BId 安联立可得管道两端压强差的变化为：20()B dv p h R r =+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：EI 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，在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E ＝50V ，内阻r ＝1Ω的电源和滑动变阻器R ，导轨的宽度d ＝0.2m ，倾角θ=37°．质量m ＝0.11kg 的细杆ab 垂直置于导轨上，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，整个装置处在竖直向下的磁感应强度B ＝2.2T 的匀强磁场中，导轨与杆的电阻不计．现调节R 使杆ab 静止不动．sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取10 m/s 2，求：（1）杆ab 受到的最小安培力F 1和最大安培力F 2； （2）滑动变阻器R 有效电阻的取值范围．【答案】（1）10.2N F =，2 2.2N F =；（2）9109R Ω≤≤Ω 【解析】 【详解】（1）由题意知：当ab 棒具有向下的运动趋势时所受安培力最小，由物体平衡条件有11(cos sin )sin cos F mg F mg μθθθθ++=代入数据解得最小安培力10.2N F =． 当ab 棒具有向上的运动趋势时所受安培力最大，由物体平衡条件有：22(cos sin )sin cos F mg F mg μθθθθ=++代入数据解得最大安培力2 2.2N F =．（2）设导体棒所受安培力为1F 、2F 时对应R 的阻值为1R 和2R ，则有11EF B d R r =+ 22EF Bd R r=+ 代入数据解得1109R =Ω，29R =Ω；则滑动变阻器R 有效电阻的取值范围为9109R Ω≤≤Ω．9．电路如图所示,电源电动势28E V =,内阻r =2Ω,电阻112R =Ω,244R R ==Ω,38R =Ω,C 为平行板电容器,其电容C =3.0PF,虚线到两极板间距离相等,极板长=0.20L m ,两极板的间距21.010d m -=⨯（1）若开关S 处于断开状态,则当其闭合后,求流过4R 的总电荷量为多少?（2）若开关S 断开时,有一带电微粒沿虚线方向以0 2.0/v m s =的初速度射入C 的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S 闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中,能否从C 的电场中射出?( g 取210/m s )【答案】（1）126.010C -⨯；（2）不能从C 的电场中射出. 【解析】 【详解】（1）开关S 断开时,电阻3R 两端的电压为332316R U E V R R r==++开关S 闭合后,外电阻为()()1231236R R R R R R R +==Ω++路端电压为21V RU E R r==+. 此时电阻3R 两端电压为'3U =32314V R U R R =+ 则流过4R 的总电荷量为33'Q CU CU ∆=-=126.010C -⨯（2）设带电微粒质量为m ,电荷量为q 当开关S 断开时有3qU mg d= 当开关S 闭合后,设带电微粒加速度为a ,则'3qU mg ma d-=设带电微粒能从C 的电场中射出,则水平方向运动时间为:L t v =竖直方向的位移为:212y at =由以上各式求得136.25102d y m -=⨯>故带电微粒不能从C 的电场中射出.10．电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R 0＝3 Ω．（1）当R 为何值时，R 0消耗的功率最大，最大值为多少？ （2）当R 为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？ 【答案】（1）0；10.9W ；（2）4.5；13.3W 【解析】 【分析】（1）由乙图得电源的电动势和内阻，当R=0时，R 0消耗的功率最大；（2）当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，依次计算求解．【详解】（1）由题干乙图知电源的电动势和内阻为：E=20V ，r=205Ω2-=7.5Ω 由题图甲分析知道，当R=0时，R 0消耗的功率最大，最大为P m =200E R R r ⎛⎫ ⎪+⎝⎭=22037.5⎛⎫⨯ ⎪+⎝⎭3W=10.9W （2）当R ＋R 0=r ，即R=4.5Ω时，电源的输出功率最大，最大值P=20E R R r ⎛⎫ ⎪++⎝⎭(R+R 0)=220 3 4.57.5⎛⎫⨯ ⎪++⎝⎭(3+4.5)W=13.3W11．如图所示，水平放置的平行金属导轨abdc ，相距l ＝0.50m ，bd 间连有一固定电阻R ＝0.20Ω，导轨电阻可忽略不计．磁感应强度B ＝0.40 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒MN 垂直放在导轨上，其电阻也为R ，导体棒能无摩擦地沿导轨滑动，当MN 以v ＝4.0m/s 的速度水平向右匀速运动时，求： （1）导体棒MN 中感应电动势的大小；（2）回路中感应电流的大小，流过R 的电流方向； （3）导体棒MN 两端电压的大小．【答案】(1) 0.80V ；(2)2A ，b 到d ；（3）0.4V 。