高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编(含答案)含解析

高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编(含答案)含解析

一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律

1．如图所示，R1=R2=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) 12VE (2) 7.5VU=

【解析】

【详解】

(1)当P滑到a端时，

21124.5RRRRRR外

电源输出功率：

22111(EPIRRRr外外外）

当P滑到b端时，

1212.5RRR外

电源输出功率：

22222(EPIRRRr外外外）

得：

7.5r 12VE

(2)当P滑到b端时，

20.6AEIRr外

电压表示数：

7.5VUEIr

2．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=1.5Ω，电动机的线圈电阻R0=1.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：

(1)电源的路端电压； (2)电动机输出的机械功率。

【答案】(1)9V；(2)8W

【解析】

【分析】

【详解】

(1)流过电源的电流为I，则

11IRU

路端电压为U，由闭合电路欧姆定律

UEIr

解得

9VU

(2)电动机两端的电压为

M1()UEIRr

电动机消耗的机械功率为

2M0PUIIR

解得

8WP

3．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）

4．如图所示电路中，14R，26R，30CF，电池的内阻2r，电动势12EV．

（1）闭合开关S，求稳定后通过1R的电流．

（2）求将开关断开后流过1R的总电荷量．

【答案】（1）1A；（2）41.810C

【解析】

【详解】

（1）闭合开关S电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，1R与2R串联，由闭合电路的欧姆定律有：

12121A462EIRRr

所以稳定后通过1R的电流为1A．

（2）闭合开关S后，电容器两端的电压与2R的相等，有

16V6VCU

将开关S断开后，电容器两端的电压与电源的电动势相等，有

'12VCUE

流过1R的总电荷量为

'63010126CCCQCUCU41.810C

5．如图所示，金属导轨平面动摩擦因数µ＝0.2，与水平方向成θ＝37°角，其一端接有电动势E＝4.5V，内阻r＝0.5Ω的直流电源。现把一质量m＝0.1kg的导体棒ab放在导轨上，导体棒与导轨接触的两点间距离L＝2m，电阻R＝2.5Ω，金属导轨电阻不计。在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5T，方向竖直向上的匀强磁场。己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2（不考虑电磁感应影响），求：

(1)通过导体棒中电流大小和导体棒所受安培力大小；

(2)导体棒加速度大小和方向。

【答案】(1) 1.5A，1.5N；(2)2.6m/s2，方向沿导轨平面向上

【解析】

【详解】

(1)由闭合电路欧姆定律可得

1.5AEIRr

根据安培力公式可得导体棒所受安培力大小为

1.5NFBIL

(2)对导体棒受力分析，根据牛顿第二定律有

cosθsinθ BILmgfma

cosθsinθNfFmgBIL

联立可得

2 2.6m/sa

方向沿导轨平面向上

6．如图所示，电路中接一电动势为4V、内阻为2Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF，电流表的内阻不计，当电路稳定后，求：

（1）电流表的读数

（2）电容器所带的电荷量

（3）如果断开电源，通过R2的电荷量

【答案】（1）0.4A（2）4.8×10-5C （3）-5=2.4102QC

【解析】

【分析】

【详解】 当电键S闭合时，电阻1R、2R被短路．根据欧姆定律求出流过3R的电流，即电流表的读数．电容器的电压等于3R两端的电压，求出电压，再求解电容器的电量．断开电键S后，电容器通过1R、2R放电，1R、2R相当并联后与3R串联．再求解通过2R的电量．

（1）当电键S闭合时，电阻1R、2R被短路．根据欧姆定律得

电流表的读数30.4EIARr

（2）电容器所带的电量5334.810QCUCIRC

（3）断开电键S后，电容器相当于电源，外电路是1R、2R相当并联后与3R串联．由于各个电阻都相等，则通过2R的电量为512.4102QQC

7．如图所示，电源电动势E＝27 V，内阻r＝2 Ω，固定电阻R2＝4 Ω，R1为光敏电阻．C为平行板电容器，其电容C＝3pF，虚线到两极板距离相等，极板长L＝0.2 m，间距d＝1.0×10－2 m．P为一圆盘，由形状相同透光率不同的二个扇形a、b构成，它可绕AA′轴转动．当细光束通过扇形a、b照射光敏电阻R1时，R1的阻值分别为12 Ω、3 Ω.有带电量为q＝－1.0×10－4 C微粒沿图中虚线以速度v0＝10 m/s连续射入C的电场中．假设照在R1上的光强发生变化时R1阻值立即有相应的改变．重力加速度为g＝10 m/s2.

(1)求细光束通过a照射到R1上时，电容器所带的电量；

(2)细光束通过a照射到R1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，求细光束通过b照射到R1上时带电微粒能否从C的电场中射出．

【答案】（1）111.810CQ（2）带电粒子能从C的电场中射出

【解析】

【分析】

由闭合电路欧姆定律求出电路中电流，再由欧姆定律求出电容器的电压，即可由Q=CU求其电量；细光束通过a照射到R1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，电场力与重力二力平衡．细光束通过b照射到R1上时，根据牛顿第二定律求粒子的加速度，由类平抛运动分位移规律分析微粒能否从C的电场中射出．

【详解】

（1）由闭合电路欧姆定律，得12271.5A1242EIRRr

又电容器板间电压22CUUIR，得UC=6V 设电容器的电量为Q，则Q=CUC解得111.810CQ

（2）细光束通过a照射时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则有CUmgqd

解得20.610mkg

细光束通过b照射时，同理可得12CUV

由牛顿第二定律，得CUqmgmad 解得210m/sa

微粒做类平抛运动，得212yat，

0ltv

解得20.210m2dy， 所以带电粒子能从C的电场中射出．

【点睛】

本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动，解题的关键是明确带电粒子的受力情况，判断其运动情况，对于类平抛运动，要掌握分运动的规律并能熟练运用．

8．电路如图所示,电源电动势28EV,内阻r =2Ω,电阻112R,244RR,38R,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=0.20Lm,两极板的间距21.010dm

（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02.0/vms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/ms)

【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

332316RUEVRRr

开关S闭合后,外电阻为 1231236RRRRRRR

路端电压为

21VRUERr.

此时电阻3R两端电压为

'3U32314VRURR

则流过4R的总电荷量为

33'QCUCU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

3qUmgd

当开关S闭合后,设带电微粒加速度为a,则

'3qUmgmad

设带电微粒能从C的电场中射出,则水平方向运动时间为:

0Ltv

竖直方向的位移为:

212yat

由以上各式求得

136.25102dym

故带电微粒不能从C的电场中射出.

9．如图所示，电源电动势E=8V，内阻r=10Ω，R1=20Ω,R2=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/s2，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？