最新高考物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)
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高考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 为电阻箱,V 为理想电压表.当电阻箱读数为R 1=2Ω时,电压表读数为U 1=4V ;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V .求:(1)电源的电动势E 和内阻r .(2)当电阻箱R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值P m 为多少? 【答案】(1)E =6 V r =1 Ω (2)当R=r =1 Ω时,P m =9 W 【解析】 【详解】(1)由闭合电路欧姆定律E U Ir =+得:111U E U rR =+,代入得44422E r =+=+①, 222U E U r R =+,代入得:5555E r r =+=+②, 联立上式并代入数据解得:E=6V ,r=1Ω(2)当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时电源的输出功率最大,即有R=r=1Ω电源的输出功率最大为:22226()92441m E E P I R r W W r r =====⨯;2.如图所示电路中,电源电动势E =16V ,内电阻r =1.0Ω,电阻R 1=9.0Ω,R 2=15Ω。
开关闭合后,理想电流表A 的示数为0.4A 。
求: (1)电源的路端电压;(2)电阻R 3的阻值和它消耗的电功率。
【答案】(1)15V ,(2)10Ω,3.6W 。
【解析】 【详解】(1)对2R 根据欧姆定律:222U I R =整个回路的总电流:21E U I R r-=+ 路端电压为:U E Ir =-代入数据得:15V =U ; (2)对3R :233U R I =总电流:23I I I =+代入数据得:310ΩR = R 3消耗的电功率:3332P I R =代入数据得:3 3.6W P =。
3.如图所示电路中,电阻R 1=R 2=R 3=10Ω,电源内阻r =5Ω,电压表可视为理想电表。
当开关S 1和S 2均闭合时,电压表的示数为10V 。
高考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.如图所示的电路中,电源电动势E =10V ,内阻r =0.5Ω,电阻R 1=1.5Ω,电动机的线圈电阻R 0=1.0Ω。
电动机正常工作时,电压表的示数U 1=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】【详解】(1)流过电源的电流为I ,则11IR U =路端电压为U ,由闭合电路欧姆定律U E Ir =-解得9V U =(2)电动机两端的电压为M 1()U E I R r =-+电动机消耗的机械功率为2M 0P U I I R =-解得8W P =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。
最新高考物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(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.小勇同学设计了一种测定风力大小的装置,其原理如图所示。
E 是内阻不计、电动势为6V 的电源。
0R 是一个阻值为40Ω的定值电阻。
V 是由理想电压表改装成的指针式测风力显示器。
R 是与迎风板A 相连的一个压敏电阻,其阻值可随风的压力大小变化而改变,其关系如下表所示。
迎风板A 的重力忽略不计。
试求:(1)利用表中的数据归纳出电阻R 随风力F 变化的函数式;(2)若电压表的最大量程为5V ,该装置能测得的最大风力为多少牛顿; (3)当风力F 为500N 时,电压表示数是多少;(4)如果电源E 的电动势降低,要使相同风力时电压表测得的示数不变,需要调换0R ,调换后的0R 的阻值大小如何变化?(只写结论)【答案】(1)300.04()R F =-Ω;(2)m 550F N =;(3) 4.8V U =;(4)阻值变大 【解析】 【分析】 【详解】(1)通过表中数据可得:Fc R∆=∆,故R 与F 成线性变化关系设它们的关系式为: R kF b =+代入数据得:300.04(Ω)R F =-①(2)由题意,0R 上的电压05V R U =,通过0R 的电流为00R U I R =②R R E U U R I I-==③ 解①~④式,得,当电压表两端电压R U 为5V 时,测得的风力最大m 550F N =④(3)由①式得10ΩR =004.8V R EU R R ==+⑤ (4)阻值变大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。
高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧分析及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势12E V =.(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:12121A 462E I R R r ===++++ 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16V 6V C U =⨯=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'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯2.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/s 2(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/s 2,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 1.5A E I R r==+ 根据安培力公式可得导体棒所受安培力大小为1.5N F BIL == (2)对导体棒受力分析,根据牛顿第二定律有cos θsin θ BIL mg f ma --=()cos θsin θN f F mg BIL μμ==+联立可得2 2.6m/s a =方向沿导轨平面向上3.如图所示电路中,电阻R 1=R 2=R 3=10Ω,电源内阻r =5Ω,电压表可视为理想电表。
高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)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,R 为电阻箱,V 为理想电压表.当电阻箱读数为R 1=2Ω时,电压表读数为U 1=4V ;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V .求:(1)电源的电动势E 和内阻r .(2)当电阻箱R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值P m 为多少? 【答案】(1)E =6 V r =1 Ω (2)当R=r =1 Ω时,P m =9 W 【解析】 【详解】(1)由闭合电路欧姆定律E U Ir =+得:111U E U r R =+,代入得44422E r =+=+①, 222U E U r R =+,代入得:5555E r r =+=+②, 联立上式并代入数据解得:E=6V ,r=1Ω(2)当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时电源的输出功率最大,即有R=r=1Ω电源的输出功率最大为:22226()92441m E E P I R r W W r r =====⨯;2.有一个100匝的线圈,在0.2s 内穿过它的磁通量从0.04Wb 增加到0.14Wb ,求线圈中的感应电动势为多大?如果线圈的电阻是10Ω,把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组成闭合电路时,通过电热器的电流是多大? 【答案】50V , 0.05A . 【解析】 【详解】已知n =100匝,△t =0.2s ,△Φ=0.14Wb-0.04Wb=0.1Wb ,则根据法拉第电磁感应定律得感应电动势0.1100V=50V 0.2E nt ∆Φ==⨯∆ 由闭合电路欧姆定律得,通过电热器的电流50A=0.05A 10990E I R r ==++3.如图所示,电路中电阻R 10=Ω,电源的内电阻2r =Ω,灯泡L 上标有“3V 0.25A”的字样,闭合开关S ,灯泡正常发光.求:(1)灯泡的功率; (2)电源的电动势; (3)电源的总功率;【答案】(1) 0.75W (2) 6V (3) 1.5W 【解析】 【详解】(1)由题知,灯泡正常发光,则灯泡的电压为 U=3V ,电流为 I=0.25A 所以灯泡的功率为 P=UI=0.75W (2)由闭合电路欧姆定律得:电源的电动势 E=U+I (R+r )=3+0.25×(10+2)=6V (3)电源的总功率:P=IE=0.25×6W=0.5W.4.如图所示,电源电动势E =30 V ,内阻r =1 Ω,电阻R 1=4 Ω,R 2=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 0ty=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.5.如图所示,电路由一个电动势为E 、内电阻为r 的电源和一个滑动变阻器R 组成。
最新高考物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势12E V =.(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:12121A 462E I R R r ===++++ 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16V 6V C U =⨯=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'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯2.手电筒里的两节干电池(串联)用久了,灯泡发出的光会变暗,这时我们会以为电池没电了。
但有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。
设一节新电池的电动势E 1=1.5V ,内阻r 1=0.3Ω;一节旧电池的电动势E 2=1.2V ,内阻r 2=4.3Ω。
手电筒使用的小灯泡的电阻R =4.4Ω。
求:(1)当使用两节新电池时,灯泡两端的电压;(2)当使用新、旧电池混装时,灯泡两端的电压及旧电池的内阻r 2上的电压;(3)根据上面的计算结果,分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。
【答案】(1)2.64V ;(2)1.29V ;(3)不妥当。
因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2(或其消耗的电压大于其提供的电压),灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时,电流 11A 2=20.6E I R r =+ 灯泡两端的电压 2.64V U IR ==(2)一新、一旧电池串联时,电流12120.3A =E E I R r r =+'++ 灯泡两端的电压 1.32V U I R '='=旧电池的内阻r 2上的电压2 1.29V r U I r ='=(3)不妥当。
高考物理闭合电路的欧姆定律及其解题技巧及练习题 (含答案)含解析 —、咼考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示,R I =R 2=2.5傢滑动变阻器 R 的最大阻值为10 Q,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) 当P滑到a 端时, R R 2电源输出功率:E 、2()R 外1 R 外 1 r 当P 滑到b 端时,⑵当P 滑到b 端时,0.6A电压表示数:2.如图所示的电路中,电源电动势E = 12 V ,内阻r = 0.5第电动机的电阻 R o = 1.0 Q 电阻R 1 = 2.0 Q 电动机正常工作时,电压表的示数 U 1= 4.0 V ,求:电源输出功率:得:R 外 2R 1R 12.57.5 E12VE Ir 7.5V(1)电源电动势; 【详解】(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U 1I =- = 2ARU = E — Ir — U i =(12 — 2 X 05 4.0) V = 7 VP 电=Ul = 7X 2 W= 14 WP 热=I 2R o = 22X 1 W= 4 WP 机=P 电一 P 热=10 WP 释=El = 12X 2 W= 24 WP 有= Ul I 2R 1 22W=91.7%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 电路。
在水平地面上有 B 5T 的垂直于平面向里的磁场,电阻为1 Q 的导体棒ab 垂直放在宽度为0.2m 的导体框上。
高考物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(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.如图所示的电路中,电源电动势E =10V ,内阻r =0.5Ω,电阻R 1=1.5Ω,电动机的线圈电阻R 0=1.0Ω。
电动机正常工作时,电压表的示数U 1=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11IR U =路端电压为U ,由闭合电路欧姆定律U E Ir =-解得9V U =(2)电动机两端的电压为M 1()U E I R r =-+电动机消耗的机械功率为2M 0P U I I R =-解得8W P =2.如图所示电路中,r 是电源的内阻,R 1和R 2是外电路中的电阻,如果用P r ,P 1和P 2分别表示电阻r ,R 1,R 2上所消耗的功率,当R 1=R 2= r 时,求: (1)I r ∶I 1∶I 2等于多少 (2)P r ∶P 1∶P 2等于多少【答案】(1)2:1:1;(2)4:1:1。
【解析】 【详解】(1)设干路电流为I ,流过R 1和R 2的电流分别为I 1和I 2。
由题,R 1和R 2并联,电压相等,电阻也相等,则电流相等,故I 1=I 2=12I 即I r ∶I 1∶I 2=2:1:1(2)根据公式P =I 2R ,三个电阻相等,功率之比等于电流平方之比,即P r :P 1:P 2=4:1:13.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。
高考物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(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(1)所示 ,线圈匝数n =200匝,直径d 1=40cm ,电阻r =2Ω,线圈与阻值R =6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2=20cm 的有界圆形匀强磁场,磁感应强度按图(2)所示规律变化,试求:(保留两位有效数字)(1)通过电阻R 的电流方向和大小; (2)电压表的示数.【答案】(1)电流的方向为B A →;7.9A ; (2)47V 【解析】 【分析】 【详解】(1)由楞次定律得电流的方向为B A → 由法拉第电磁感应定律得B E nn S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9EI A R r==+ (2)电阻R 两端的电压为U=IR=47V2.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.如图所示电路中,19ΩR =,230ΩR =,开关S 闭合时电压表示数为11.4V ,电流表示数为0.2A ,开关S 断开时电流表示数为0.3A ,求: (1)电阻3R 的值. (2)电源电动势和内电阻.【答案】(1)15Ω (2)12V 1Ω 【解析】 【详解】(1)由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据欧姆定律则有:21123()IR U I R IR R =++ 解得:315ΩR =(2) 由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据闭合电路的欧姆定律则有:213()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时,根据闭合电路的欧姆定律则有:212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+联立解得:12V E =1Ωr =4.如图所示,R 为电阻箱,V 为理想电压表.当电阻箱读数为R 1=2Ω时,电压表读数为U 1=4V ;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V .求:(1)电源的电动势E 和内阻r .(2)当电阻箱R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值P m 为多少? 【答案】(1)E =6 V r =1 Ω (2)当R=r =1 Ω时,P m =9 W 【解析】 【详解】(1)由闭合电路欧姆定律E U Ir =+得:111U E U rR =+,代入得44422E r =+=+①, 222U E U r R =+,代入得:5555E r r =+=+②, 联立上式并代入数据解得:E=6V ,r=1Ω(2)当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时电源的输出功率最大,即有R=r=1Ω电源的输出功率最大为:22226()92441m E E P I R r W W r r =====⨯;5.在如图所示的电路中,电源电动势E =3.0 V ,内电阻r =1.0 Ω;电阻R 1=10 Ω,R 2=10 Ω,R 3=35 Ω;电容器的电容C=1000 μF ,电容器原来不带电。
高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)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,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.如图所示,水平U 形光滑框架,宽度1L m =,电阻忽略不计,导体棒ab 的质量0.2m kg =,电阻0.5R =Ω,匀强磁场的磁感应强度0.2B T =,方向垂直框架向上.现用1F N =的拉力由静止开始向右拉ab 棒,当ab 棒的速度达到2/m s 时,求此时:()1ab 棒产生的感应电动势的大小; ()2ab 棒产生的感应电流的大小和方向; ()3ab 棒所受安培力的大小和方向; ()4ab 棒的加速度的大小.【答案】(1)0.4V (2)0.8A 从a 流向b (3)0.16N 水平向左 (4)24.2/m s 【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)根据切割产生的感应电动势公式E=BLv ,求出电动势的大小.(2)由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小,由右手定则判断电流的方向.(3)由安培力公式求出安培力的大小,由左手定则判断出安培力的方向.(4)根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度.(1)根据导体棒切割磁感线的电动势0.2120.4E BLv V V ==⨯⨯= (2)由闭合电路欧姆定律得回路电流0.40.80.5E I A A R ===,由右手定则可知电流方向为:从a 流向b(3)ab 受安培力0.20.810.16F BIL N N ==⨯⨯=,由左手定则可知安培力方向为:水平向左(4)根据牛顿第二定律有:F F ma -=安,得ab 杆的加速度2210.16/ 4.2/0.2F F a m s m s m安--===3.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 。
高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(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,电源电动势E =10V ,内阻r =0.5Ω,电阻R 1=1.5Ω,电动机的线圈电阻R 0=1.0Ω。
电动机正常工作时,电压表的示数U 1=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11IR U =路端电压为U ,由闭合电路欧姆定律U E Ir =-解得9V U =(2)电动机两端的电压为M 1()U E I R r =-+电动机消耗的机械功率为2M 0P U I I R =-解得8W P =3.手电筒里的两节干电池(串联)用久了,灯泡发出的光会变暗,这时我们会以为电池没电了。
但有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。
设一节新电池的电动势E 1=1.5V ,内阻r 1=0.3Ω;一节旧电池的电动势E 2=1.2V ,内阻r 2=4.3Ω。
高考物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势12E V =.(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:12121A 462E I R R r ===++++ 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16V 6V C U =⨯=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'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯2.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.3.在如图所示电路中,电源电动势为12V ,电源内阻为1.0Ω,电路中电阻0R 为1.5Ω,小型直流电动机M 的内阻为0.5Ω.闭合开关S 后,电动机转动,电流表的示数为2.0A .求:(1)电动机两端的电压;(2)电源输出的电功率.【答案】(1)7.0V (2)20W【解析】试题分析:(1)电动机两端的电压等于电源电动势减去内阻电压与电阻0R 电压之和,(2)电源输出的电功率等于电源的总功率减去热功率.(1)电路中电流表的示数为2.0A ,所以电动机的电压为()012212 1.57R U E U U V V =--=-⨯-⨯=内(2)电源的输出的功率为:()221222120P EI I r W W =-=⨯-⨯=总4.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,R 1、R 2并联接入电路,由闭合电路欧姆定律得:U 1=E -I 1r 即E =1.6+0.4r ,①当S 断开时,只有R 1接入电路,由闭合电路欧姆定律得:U 2=E -I 2r ,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.5.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=v0ty=at2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,合上电键S1。
高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧(超强)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.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势12E V =.(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:12121A 462E I R R r ===++++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16V 6V C U =⨯=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'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯3.在如图所示的电路中,电阻箱的阻值R 是可变的,电源的电动势为E ,电源的内阻为r ,其余部分的电阻均可忽略不计。
高考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,水平U 形光滑框架,宽度1L m =,电阻忽略不计,导体棒ab 的质量0.2m kg =,电阻0.5R =Ω,匀强磁场的磁感应强度0.2B T =,方向垂直框架向上.现用1F N =的拉力由静止开始向右拉ab 棒,当ab 棒的速度达到2/m s 时,求此时:()1ab 棒产生的感应电动势的大小; ()2ab 棒产生的感应电流的大小和方向; ()3ab 棒所受安培力的大小和方向; ()4ab 棒的加速度的大小.【答案】(1)0.4V (2)0.8A 从a 流向b (3)0.16N 水平向左 (4)24.2/m s 【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)根据切割产生的感应电动势公式E=BLv ,求出电动势的大小.(2)由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小,由右手定则判断电流的方向.(3)由安培力公式求出安培力的大小,由左手定则判断出安培力的方向.(4)根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度.(1)根据导体棒切割磁感线的电动势0.2120.4E BLv V V ==⨯⨯= (2)由闭合电路欧姆定律得回路电流0.40.80.5E I A A R ===,由右手定则可知电流方向为:从a 流向b(3)ab 受安培力0.20.810.16F BIL N N ==⨯⨯=,由左手定则可知安培力方向为:水平向左(4)根据牛顿第二定律有:F F ma -=安,得ab 杆的加速度2210.16/ 4.2/0.2F F a m s m s m安--===2.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势12E V =.(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:12121A 462E I R R r ===++++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16V 6V C U =⨯=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'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯3.如图所示,在A 、B 两点间接一电动势为4V ,内电阻为1Ω的直流电源,电阻1R 、2R 、3R 的阻值均为4Ω,电容器的电容为30F μ,电流表内阻不计,当电键S 闭合时,求:(1)电流表的读数. (2)电容器所带的电量.(3)断开电键S 后,通过2R 的电量.【答案】(1)0.8A ;(2)59.610C -⨯;(3)54.810C -⨯【解析】试题分析: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340.841E I A A R r ===++ (2)电容器所带的电量653330100.849.610Q CU CIR C C --===⨯⨯⨯=⨯(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514.8102Q Q C -==⨯'4.如图所示,电源的电动势为10 V ,内阻为1 Ω,R 1=3 Ω,R 2=6 Ω,C =30 μF 求:(1)闭合电键S ,稳定后通过电阻R 2的电流.(2)再将电键S 断开,再次稳定后通过电阻R 1的电荷量. 【答案】(1)1 A (2)1.2×10﹣4C 【解析】 【详解】(1)闭合开关S ,稳定后电容器相当于开关断开,根据全电路欧姆定律得: 12101361E I A A R R r ===++++(2)闭合开关S 时,电容器两端的电压即R 2两端的电压,为:U 2=IR 2=1×6V=6V 开关S 断开后,电容器两端的电压等于电源的电动势,为E=10V ,则通过R 1的电荷量为: Q=C (E-U 2)=3×10-5×(10-6)C=1.2×10-4C5.如图所示电路,已知R 3=4Ω,闭合电键,安培表读数为0.75A ,伏特表读数为2V ,经过一段时间,一个电阻被烧坏(断路),使安培表读数变为0.8A ,伏特表读数变为3.2 V ,问:(1)哪个电阻发生断路故障?(2)R 1的阻值是多少?(3)能否求出电源电动势E 和内阻r ?如果能,求出结果;如果不能,说明理由. 【答案】(1)R 2被烧断路(2)4Ω(3)只能求出电源电动势E 而不能求出内阻r ,E =4V 【解析】 【分析】 【详解】(1)由于发生故障后,伏特表和安培表有示数且增大,说明外电阻增大,故只能是R 2被烧断了.(2)R 2被烧断后,电压表的示数等于电阻R 1两端的电压,则1113.240.8U R I '==Ω=Ω'.。
高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧分析及练习题(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=11PU =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.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 。
高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧分析及练习题(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 )2.如图所示电路中,19ΩR =,230ΩR =,开关S 闭合时电压表示数为11.4V ,电流表示数为0.2A ,开关S 断开时电流表示数为0.3A ,求: (1)电阻3R 的值. (2)电源电动势和内电阻.【答案】(1)15Ω (2)12V 1Ω 【解析】 【详解】(1)由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据欧姆定律则有:21123()IR U I R IR R =++ 解得:315ΩR =(2) 由图可知,当开关S闭合时,两电阻并联,根据闭合电路的欧姆定律则有:213()11.40.6IRE U I r rR=++=+S断开时,根据闭合电路的欧姆定律则有:212()0.3(39)E I R R r r=++=⨯+联立解得:12VE=1Ωr=3.如图所示,电源的电动势110VE=,电阻121R=Ω,电动机绕组的电阻0.5R=Ω,开关1S始终闭合.当开关2S断开时,电阻1R的电功率是525W;当开关2S闭合时,电阻1R的电功率是336W,求:(1)电源的内电阻r;(2)开关2S闭合时电动机的效率。
【答案】(1)1Ω;(2)86.9%。
【解析】【详解】(1)S2断开时R1消耗的功率为1525P=W,则2111EP RR r⎛⎫= ⎪+⎝⎭代入数据得r=1Ω(2)S2闭合时R1两端的电压为U,消耗的功率为2336P=W,则221UPR=解得U=84V由闭合电路欧姆定律得E U Ir=+代入数据得I=26A设流过R1的电流为I1,流过电动机的电流为I2,则114UIR ==A 又12I I I +=解得I 2=22A则电动机的输入功率为M 2P UI =代入数据解得M 1848P =W 电动机内阻消耗的功率为2R 2P I R =代入数据解得R 242P =W 则电动机的输出功率M R P P P '=-=1606W所以开关2S 闭合时电动机的效率M100%86.9%P P η'=⨯=4.如图所示的电路中,电源的电动势12E V =,内阻未知,18R =Ω,2 1.5R =Ω,L 为规格“3V ,3W ”的灯泡,开关S 断开时,灯泡恰好正常发光.(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求:(1)灯泡的额定电流和和灯丝电阻; (2)电源的内阻;(3)开关S 闭合时,灯泡实际消耗的功率. 【答案】(1)1A 3Ω (2)1Ω (3)0.48W 【解析】(1)灯泡的额定电流 000313P I A A U ===,灯丝电阻2003L U R P ==Ω; (2)断开S 时,灯L 正常发光,即10I I =,根据闭合电路欧姆定律01L E I R R r =++(),得()1012()8311L E r R R I =-+=-+Ω=Ω;(3)闭合S 时,设外电路总电阻为R 外,223 1.513 1.5L L R R R R R ⨯==Ω=Ω++并;所以1189R R R =+=Ω+Ω=Ω外并; 设干路电流为I 总,则121.291E I A A R r ===++总外; 灯两端的电压L U ,则221.21 1.2L L L R R U I V V R R ==⨯=+总;灯的实际功率为L P :2 1.2 1.20.483L L L U P W W R ⨯===. 点睛:对于直流电路的计算问题,往往先求出局部的电阻,再求出外电路总电阻,根据欧姆定律求出路端电压和总电流,再计算各部分电路的电压和电流.5.如图的电路中,电池组的电动势E =30V ,电阻,两个水平放置的带电金属板间的距离d =1.5cm 。
高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图(1)所示 ,线圈匝数n =200匝,直径d 1=40cm ,电阻r =2Ω,线圈与阻值R =6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2=20cm 的有界圆形匀强磁场,磁感应强度按图(2)所示规律变化,试求:(保留两位有效数字)(1)通过电阻R 的电流方向和大小; (2)电压表的示数.【答案】(1)电流的方向为B A →;7.9A ; (2)47V 【解析】 【分析】 【详解】(1)由楞次定律得电流的方向为B A → 由法拉第电磁感应定律得B E nn S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9EI A R r==+ (2)电阻R 两端的电压为U=IR=47V2.小勇同学设计了一种测定风力大小的装置,其原理如图所示。
E 是内阻不计、电动势为6V 的电源。
0R 是一个阻值为40Ω的定值电阻。
V 是由理想电压表改装成的指针式测风力显示器。
R 是与迎风板A 相连的一个压敏电阻,其阻值可随风的压力大小变化而改变,其关系如下表所示。
迎风板A 的重力忽略不计。
试求:压力F /N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻/R Ω30282624222018…(1)利用表中的数据归纳出电阻R 随风力F 变化的函数式;(2)若电压表的最大量程为5V ,该装置能测得的最大风力为多少牛顿; (3)当风力F 为500N 时,电压表示数是多少;(4)如果电源E 的电动势降低,要使相同风力时电压表测得的示数不变,需要调换0R ,调换后的0R 的阻值大小如何变化?(只写结论)【答案】(1)300.04()R F =-Ω;(2)m 550F N =;(3) 4.8V U =;(4)阻值变大 【解析】 【分析】 【详解】(1)通过表中数据可得:Fc R∆=∆,故R 与F 成线性变化关系设它们的关系式为: R kF b =+代入数据得:300.04(Ω)R F =-①(2)由题意,0R 上的电压05V R U =,通过0R 的电流为00R U I R =②R R E U U R I I-==③ 解①~④式,得,当电压表两端电压R U 为5V 时,测得的风力最大m 550F N =④(3)由①式得10ΩR =004.8V R EU R R ==+⑤(4)阻值变大3.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=11PU =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.4.在如图所示电路中,电源电动势为12V ,电源内阻为1.0Ω,电路中电阻0R 为1.5Ω,小型直流电动机M 的内阻为0.5 .闭合开关S 后,电动机转动,电流表的示数为2.0A .求:(1)电动机两端的电压; (2)电源输出的电功率. 【答案】(1)7.0V (2)20W 【解析】试题分析:(1)电动机两端的电压等于电源电动势减去内阻电压与电阻0R 电压之和,(2)电源输出的电功率等于电源的总功率减去热功率.(1)电路中电流表的示数为2.0A ,所以电动机的电压为()012212 1.57R U E U U V V =--=-⨯-⨯=内(2)电源的输出的功率为:()221222120P EI I r W W =-=⨯-⨯=总5.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,R 1、R 2并联接入电路,由闭合电路欧姆定律得: U 1=E -I 1r 即E =1.6+0.4r ,①当S 断开时,只有R 1接入电路,由闭合电路欧姆定律得: U 2=E -I 2r ,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.6.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=0.50Ω7.如图所示,电源电动势E =30 V ,内阻r =1 Ω,电阻R 1=4 Ω,R 2=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.8.如图所示,电源的电动势为10 V ,内阻为1 Ω,R 1=3 Ω,R 2=6 Ω,C =30 μF 求:(1)闭合电键S ,稳定后通过电阻R 2的电流.(2)再将电键S 断开,再次稳定后通过电阻R 1的电荷量. 【答案】(1)1 A (2)1.2×10﹣4C 【解析】 【详解】(1)闭合开关S ,稳定后电容器相当于开关断开,根据全电路欧姆定律得: 12101361E I A A R R r ===++++(2)闭合开关S 时,电容器两端的电压即R 2两端的电压,为:U 2=IR 2=1×6V=6V开关S 断开后,电容器两端的电压等于电源的电动势,为E=10V ,则通过R 1的电荷量为: Q=C (E-U 2)=3×10-5×(10-6)C=1.2×10-4C9.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.如图所示的电路中,当开关K 断开时,V 、A 的示数分别为2.1V 和0.5A ,闭合K 后它们的示数变为2V 和0.6A ,求电源的电动势和内电阻?(两表均为理想表)【答案】2.6V ,1Ω 【解析】 【分析】 【详解】解:根据欧姆定律得:11E U I r =+,22E U I r =+ 代入数据得: 2.10.5E r =+,20.6E r =+ 解得:E =2.6V ,r =1Ω11.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 。
高考物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路中,19ΩR =,230ΩR =,开关S 闭合时电压表示数为11.4V ,电流表示数为0.2A ,开关S 断开时电流表示数为0.3A ,求: (1)电阻3R 的值. (2)电源电动势和内电阻.【答案】(1)15Ω (2)12V 1Ω 【解析】 【详解】(1)由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据欧姆定律则有:21123()IR U I R IR R =++ 解得:315ΩR =(2) 由图可知,当开关S 闭合时,两电阻并联,根据闭合电路的欧姆定律则有:213()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时,根据闭合电路的欧姆定律则有:212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+联立解得:12V E =1Ωr =2.如图所示,R 1=R 3=2R 2=2R 4,电键S 闭合时,间距为d 的平行板电容器C 的正中间有一质量为m ,带电量为q 的小球恰好处于静止状态;现将电键S 断开,小球将向电容器某一个极板运动。
若不计电源内阻,求: (1)电源的电动势大小;(2)小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。
【答案】(1)2mgdE q=(2)03gd v =【解析】 【详解】(1)电键S 闭合时,R 1、R 3并联与R 4串联,(R 2中没有电流通过)U C =U 4=12E 对带电小球有:2C qU qEmg d d== 得:2mgdE q=(2)电键S 断开后,R 1、R 4串联,则233CE mgd U q==' 小球向下运动与下极板相碰前瞬间,由动能定理得21222C U d mg q mv ⋅-⋅=' 解得:03gdv =3.手电筒里的两节干电池(串联)用久了,灯泡发出的光会变暗,这时我们会以为电池没电了。
但有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。
最新高考物理闭合电路的欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势12E V =.(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:12121A 462E I R R r ===++++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16V 6V C U =⨯=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'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯2.如图所示,电源的电动势110V E =,电阻121R =Ω,电动机绕组的电阻0.5R =Ω,开关1S 始终闭合.当开关2S 断开时,电阻1R 的电功率是525W ;当开关2S 闭合时,电阻1R 的电功率是336W ,求:(1)电源的内电阻r ;(2)开关2S 闭合时电动机的效率。
【答案】(1)1Ω;(2)86.9%。
【解析】 【详解】(1)S 2断开时R 1消耗的功率为1525P =W ,则2111E P R R r ⎛⎫= ⎪+⎝⎭代入数据得r =1Ω(2)S 2闭合时R 1两端的电压为U ,消耗的功率为2336P =W ,则221U P R =解得U =84V由闭合电路欧姆定律得E U Ir =+代入数据得I =26A设流过R 1的电流为I 1,流过电动机的电流为I 2,则114UI R ==A 又12I I I +=解得I 2=22A则电动机的输入功率为M 2P UI =代入数据解得M 1848P =W 电动机内阻消耗的功率为2R 2P I R =代入数据解得R 242P =W 则电动机的输出功率M R P P P '=-=1606W所以开关2S 闭合时电动机的效率M100%86.9%P P η'=⨯=3.如图所示,电源电动势E =27 V ,内阻r =2 Ω,固定电阻R 2=4 Ω,R 1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R 1时,R 1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v 0=10 m/s 连续射入C 的电场中.假设照在R 1上的光强发生变化时R 1阻值立即有相应的改变.重力加速度为g =10 m/s 2.(1)求细光束通过a 照射到R 1上时,电容器所带的电量;(2)细光束通过a 照射到R 1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R 1上时带电微粒能否从C 的电场中射出.【答案】(1)111.810C Q -=⨯(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R 1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R 1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12271.5A 1242E I R R r ===++++又电容器板间电压22C U U IR ==,得U C =6V 设电容器的电量为Q ,则Q=CU C 解得111.810C Q -=⨯(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CU mg qd= 解得20.610m kg -=⨯细光束通过b 照射时,同理可得12C U V '=由牛顿第二定律,得C U q mg ma d '-= 解得210m/s a =微粒做类平抛运动,得212y at =,0lt v = 解得20.210m 2dy -=⨯<, 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.4.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 =。
5.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.6.在如图(a )所示的电路中,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑动触头P 从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图所示,则:(1)V 1表示数随电流变化的图像是甲乙两条图线中的哪条?并求出定值电阻R 1的阻值; (2)求电源的电动势和内阻大小;(3)求电源效率的最大值和电源最大输出功率.【答案】(1)V 1表的示数随电流变化的图像是乙图线,15R =Ω;(2)6V E =,5r =Ω;(3)max 83.3%η≈,max 1.8W P =外。
【解析】 【详解】(1)由图可知,三电阻串联,V 1测R 1两端的电压,V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片向左端滑动时,接入电路中的电阻减小,电路中的总电阻减小,由EI R =总可知,电路中的电流增大,因R 1为定值电阻,则其两端的电压11R U IR = 满足成正比关系,图象乙满足U -I 成正比增函数,故V 1表的示数随电流变化的图像是乙图线。
由图象可知,R 1两端的电压U 1=3V ,电路中的电流为:I 1=0.6A ,则电阻R 1的阻值为:111350.6U R I ==Ω=Ω; (2)综述可知V 2表的示数随电流变化的图像是甲图线,取两组数据由全电路的欧姆定律可知:140.2()E R r =-+ 100.6()E R r =-+联立可得:6V E =; 5r =Ω;(3)根据电源的效率为:100%=100%P U P E η=⨯⨯外总故当电源的路端电压最大时,电源的效率最大;而电路R 2的阻值增大,总电流减小,路端电压增大,即R 2的阻值最大时,可求得电源的最大效率,由图像甲可知最小电流为0.2A 时,R 1的电压1V ,R 2的电压4V ,有:max 12(41)V R R U U U =+=+则最大效率为:max max 5=100%=100%83.3%6U E η⨯⨯≈电源的输出功率为:22212122121212()()()()4()E E P I R R R R R R r R R rrR R =+=+=+-++++外 故理论上当12R R r +=时,即20R =Ω,电源的输出功率最大,此时滑片在最左端,22max 6=W 1.8W 445E P r ==⨯外。
7.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=13.3W8.如图,电源电动势ε=10V ,内阻不计,R 1=4Ω,R 2=6Ω,C=30μF . (1)闭合电键S ,求稳定后通过R 1的电流. (2)然后将电键S 断开,求这以后流过R 1的总电量【答案】(1)1A (2)1.2×10-4 C 【解析】 【详解】(1)闭合开关S ,当电路达到稳定后,电容器相当于开关断开,根据闭合电路欧姆定律得:1210=A 1A +46I R R ε==+ (2)闭合开关S 时,电容器两端的电压即电阻R 2两端的电压,为:22==6V U IR开关S 断开后,电容器两端的电压等于电源的电动势,为=10V ε,则通过电阻R 1的电荷量为:()()542==310106C 1.210C Q C E U ---⨯⨯-=⨯9.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。