高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案一、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513.210C 2Q Q -==⨯'2．如图所示的电路中，当开关S 接a 点时，标有“5V ，2.5W”的小灯泡正常发光，当开关S 接b 点时，标有“4V ，4W”的电动机正常工作．求电源的电动势和内阻．【答案】6V ，2Ω 【解析】 【详解】当开关接a 时，电路中的电流为I 1=11P U =2.55A=0.5A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 1＋I 1r当开关接b 时，电路中的电流为I 2=22P U =44A=1A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 2＋I 2r联立解得E =6V r =2Ω.3．如图所示的电路中，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，电阻R 1＝2.0Ω。

电动机正常工作时，电压表的示数U 1＝4.0 V ，求： (1)流过电动机的电流； (2)电动机输出的机械功率； (3)电源的工作效率。

【答案】（1）2A ；（2）14W ；（3）91.7% 【解析】 【分析】 【详解】(1)电动机正常工作时，总电流为I ＝11U R ＝ 2A (2)电动机两端的电压为U ＝E －Ir －U 1=(12－2×0.5－4.0) V ＝7 V电动机消耗的电功率为P 电＝UI ＝7×2 W ＝14 W电动机的热功率为P 热＝I 2R 0＝22×1 W ＝4 W电动机输出的机械功率P 机＝P 电－P 热＝10 W(3)电源释放的电功率为P 释＝EI ＝12×2 W ＝24 W有用功率P 有＝2122W UI I R +=电源的工作效率=91.7%P P η=有释4．电源的电动势为4.8V 、外电阻为4.0Ω时，路端电压为4.0V 。

如果在外电路并联一个6.0Ω的电阻，路端电压是多大？ 【答案】3.6V 【解析】 【详解】由题意可知当外电阻为4.0Ω时，根据欧姆定律可知电流4A 1.0A 4U I R ===外 由闭合电路欧姆定律()E I R r =+代入数据解得r =0.8Ω当外电路并联一个6.0Ω的电阻时462.446R ⨯==Ω+并 电路中的总电流4.8A=1.5A 2.40.8E I R r '==++并 所以路端电压1.52.4V3.6V U I R '==⨯'=并5．如图所示，电流表A 视为理想电表，已知定值电阻R 0=4Ω，滑动变阻器R 阻值范围为0~10Ω，电源的电动势E =6V ．闭合开关S ，当R =3Ω时，电流表的读数I =0.5A 。

（1）求电源的内阻。

（2）当滑动变阻器R 为多大时，电源的总功率最大?最大值P m 是多少?【答案】（1）5Ω；（2）当滑动变阻器R 为0时，电源的总功率最大，最大值P m 是4W 。

【解析】 【分析】 【详解】（1）电源的电动势E =6V ．闭合开关S ，当R =3Ω时，电流表的读数I =0.5A ，根据闭合电路欧姆定律可知：0EI R R r=++得：r =5Ω（2）电源的总功率P=IE得：20E P R R r=++当R =0Ω，P 最大，最大值为m P ，则有：4m P =W6．如图所示，为某直流电机工作电路图(a)及电源的U -I 图象(b)。

直流电机的线圈电阻R =0.25Ω，闭合开关后，直流电机正常工作，电流表的示数I =2A ，求： （1）电源的电动势E 及内阻r ； （2）直流电机输出功率P ．【答案】（1）3V ；0.5Ω（2）3W 【解析】 【详解】 (1)由图b 可知3V E =， 0.5v r t∆==Ω∆；(2)由电路的路端电压与负载的关系：2V U E Ir =-=非纯电阻元件，根据能量守恒定律：2UI P I R =-出所以23W P UI I R =-=出7．如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d ＝4cm ，电源电动势E ＝24V ，内电阻r ＝1Ω，电阻R ＝15Ω，闭合开关S ．待电路稳定后，一带电量q ＝﹣1×10﹣5C ，质量m ＝2×10﹣4kg 的小球恰好静止于两板之间．取g ＝10m/s 2．求： （1）两板间的电压；（2）滑动变阻器接入电路的阻值．【答案】（1）8V （2）8Ω 【解析】 【详解】(1)对小球，由平衡条件得：mg qE =，又UE d=， 整理并代入数据解得：45210100.04V 8V 110mgd U q --⨯⨯⨯===⨯； (2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为P R ， 由闭合电路欧姆定律得：P rEI R R =++，而P U IR =，则得：PP ER U R rR =++，代入数据可得：248115PP R R =++，解得：8ΩP R =。

答：(1)两板间的电压为8V ；(2)滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω.8．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 =。

9．如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离40cm d =，电源电动势24V E =，内电阻1r =Ω，电阻15R =Ω，闭合开关S ，待电路稳定后，一带电量2110q -=⨯C, 质量2=210kg m -⨯的小球恰好静止于两板之间．取210m /s g =，求：（1）两板间的电压为多少（2）此时，滑动变阻器接入电路的阻值为多少 【答案】（1）8V （2）8Ω 【解析】 【详解】 试题分析：(1)由题意可知小球恰好静止于两板之间，一小球为对象，受到重力和电场力二力平衡，所以有qUmg d=， 故：22210100.4V 8V 110mgd U q --⨯⨯⨯===⨯； (2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为P R ，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为p EI R R r=++，P U IR =，得：8ΩP R =。

10．如图所示,电源电动势 E =10V,内阻 r =1Ω,定值电阻 R 1=3Ω。

电键 S 断开时,定值电阻 R 2的功率为 6W,电源的输出功率为 9W 。

电键 S 接通后,理想电流表的读数为 1.25A 。

求出： （1）断开电键S 时电流表的读数； （2）定值电阻 R 3的阻值。

【答案】(1)1A (2) 12Ω 【解析】 【详解】（1）电键断开时，电阻R 1消耗的功率为：12-3W P P P==出 根据211P I R =解得I 1A =（2）由闭合电路的欧姆定律()1E I R R =+并 2323R R R R R =+并解得3R 12Ω=11．如图所示的电路中，电源电动势为6E V =，内电阻为2r =Ω，外电路电阻为10R =Ω，闭合电键S 后，求：()1通过电阻R 的电流强度I ； ()2电阻R 两端的电压U ；()3电阻R 上所消耗的电功率P ．【答案】（1）0.5A （2）5V （3）2.5W 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律得通过电阻R 的电流强度为：60.5102E I A A R r ===++ （2）电阻R 两端的电压为：U=IR=0.5×10V=5V（3）电阻R 上所消耗的电功率为：P=I 2R=0.52×10W=2.5W12．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：EI 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123123.5R R R R R R =+=Ω+ 根据闭合电路欧姆定律可得： 3.5E EI 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1EI 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．。