闭合电路欧姆定律典型计算题
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物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇及解析一、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3.电源的电动势为4.8V 、外电阻为4.0Ω时,路端电压为4.0V 。
试卷主标题姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、计算题(共5题)1、如图所示,R1=15Ω,开关闭合后电流表的示数是0.2A,电压表的示数是6V,求:(1)R2的电阻值;(2)R1的两端的电压U1;(3)电源电压.2、如图所示,电源电压U=3V,已知L1的电阻分别为R1=10Ω,电流表A的数为0.2A,求:(1)L1两端的电压U1(2)电压表的示数(3)L2的电阻R23、如图所示,电源电压为12V,开关闭合后两灯均发光,电流表A2的示数为2A,通过L1的电流为3A。
求:的示数是多少?(1)A1两端的电压(即V的示数)是多少?(2)电灯L14、如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,R的阻值为10Ω.开关S闭合时,电压表示1数为4V.求:的电流;(1)通过R1(2)电阻R的阻值.25、如图10所示,电源电压为6V。
闭合开关S,电压表V1示数为4V,电流表示数为0.4A.求:(1)电压表V2的示数;(2 )R1、R2的阻值.============参考答案============一、计算题1、(1)30Ω;(2)3V;(3)9V.【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压;(2)根据欧姆定律求出电阻R2的阻值;(3)根据串联电路的电压特点求出电源电压.【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)由I=可得电阻R2的阻值:R2==30Ω;(2)电阻R1两端的电压: U1=IR1=0.2A×15Ω=3V;(3)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压: U=U1+U2=3V+6V=9V.2、 2V 1V 5Ω【详解】由电路图可知,灯泡L1与L2串联,电压表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1) L1两端的电压U1=IR1=0.2A10Ω=2V;(2) L1与L2串联, 电源电压U=3V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以L2的电压U2=U U=3V2V=1V, 即电压表的示数为1V;(3)由I=可得L2的电阻R2==5Ω.3、 (1) 5A;(2) 12V 【解析】(1)由电路图可知,两灯并联,A1测干路中的电流,A2测L2支路电流,A2的示数为2A,所以通过L2的电流为2A,由并联电路的电流特点可得,A1的示数:I=I1+I2=3A+2A=5A(2)图中电压表测L1两端电压,由并联电路的电压特点可得,L1两端的电压U1=U=12V答:(1)A1的示数是5A;(2)电灯L1两端的电压是12V。
1.如图,电流表内阻忽略不计,电源电动势E=10V,内阻r=1 Ω,定值电阻R0和滑动变阻器R的最大阻值均为4Ω。
当滑动片从最左端滑到最右端的过程中,电流表示数如何变化?最大值和最小值各是多少?答案提示:电流表示数先从2A减小到1.52A,然后再增加到1.67A)E=6V,内电阻r=0.5Ω,R1=3Ω,R2=2Ω,滑动变阻器总阻值R=5Ω。
求滑动片P滑动过程中电源的最大功率和最小输出功率。
答案提示:(极值类型3)(当Ω=2xR时有A=2minI,当滑片滑到a端和b端时对应着得电流是A=1330aI和A=720bI,即电流变化范围2A≤I≤A720,所以电源的最大功率是A7120;当外电路电阻最大时输出功率最小,为10W)在如图4所示电路中,当闭合电键后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时()(A)安培表示数变大,灯变暗。
(B)安培表示数变小,灯变亮。
(C)伏特表示数不变,灯变亮。
(D)伏特表示数不变,灯变暗。
在如图5所示电路中,当闭合电键后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时()(A)伏特表示数变大,灯变暗。
(B)伏特表示数变小,灯变亮。
(C)安培表示数变小,灯变亮。
(D)安培表示数不变,灯变暗。
如图6,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?如图7,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?图4 图5 图6 图7在如图8所示的电路中,将电键K闭合,则安培表的示数将______,伏特表的示数将________(均填“变大”、“变小”或“不变”)。
在如图9所示的电路中,当电键K断开时,电阻R1与R2是________联连接的。
电键K闭合时,电压表的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
在图10中,灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。
当电键K断开时,电压表的示数将________;电流表的示数将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
P RR0E rA图8 图9 图10 在图12中,当电键K闭合后,两只小灯泡发光,电压表示数为4伏。
闭合电路欧姆定律非纯电阻电路典型例题1.如图2所示,当开关S断开时,理想电压表示数为3 V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8 V,则外电阻R与电源内阻r之比为( )A.5∶3B.3∶5C.2∶3 D.3∶22.在如图4所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是( ) A.I1增大,I2不变,U增大B.I1减小,I2增大,U减小C.I1增大,I2减小,U增大D.I1减小,I2不变,U减小3.如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列说法正确的是( ) A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2B.电动势E1=E2,内阻r1>r2C.电动势E1=E2,内阻r1<r2D.电流一样时,电源1的输出功率大4.电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路,测得电源两端电压为1.8V,求电源的内电阻.5.把电阻R1接到内电阻等于1Ω的电源两端,测得电源两端电压为3V.如果在电阻R1上串联一个R2=6Ω的电阻,再接到电源两端,测得电源两端电压为4V.求电阻R1的阻值.6.如图所示的电路中,电源由4个一样的电池串联而成.电压表的电阻很大.开关S 断开时,电压表的示数是4.8V ,S 闭合时,电压表的示数是3.6V.已知R1=R2=4Ω,求每个电池的电动势和内电阻.7.在图1的电路中,电池的电动势E=5V ,内电阻r=10Ω,固定电阻R=90Ω,R0是可变电阻,在R0由零增加到400Ω的过程中,求:(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率.(2)电池的内电阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和.8.如图10所示的电路中,电路消耗的总功率为40 W ,电阻R 1为4 Ω,R 2为6 Ω,电源内阻r 为0.6 Ω,电源的效率为94%,求:(1)a 、b 两点间的电压;2)电源的电动势.9.如图所示,直线A 电源的路端电压U 与电流I 的关系图象,直线B 是电阻R 两端电压U 与电流I 的关系图象,把该电源与电阻R 组成闭合电路,则电源的输出=PW ,电源的电动势=E V ,电源的内电阻=r Ω,外电阻 =R Ω。
闭合电路的欧姆定理强化训练(全)一:【典型例题】 吴子牛 编,Ω=4R 1,Ω=6R 2,a 、b 两点间的电压是4.8V ,电源输出的功率是37.6W 。
求电源的内电阻和电动势。
[解析]外电路是由21R R 与并联再与3R 串联组成的。
21R R 与并联的总电阻为Ω=Ω+⨯=+⋅=4.26464R R R R R 2121ab a 、b 两点间的电压就是并联电路两端的电压,所以流过干路的电流为 A 2A 4.28.4R U I ab ab ===∵r I P P P P 2E +=+=出内出∴Ω=Ω-=-=6.026.3740I P P r 22E 出电动势V 20V 240I P E E ===[变式1]如图甲所示电路中,Ω===10R R R 321,S 断开时,电压表示数为16V ;S 闭合时,电压表示数为10V 。
若电压表可视为理想的,求:(1)电源电动势和内电阻各为多大?(2)闭合S 前后1R 消耗的功率分别多大?(3)若将原电路改为图乙所示的电路,其他条件不变,则S 断开和闭合时电压表的示数分别为多大?[解析](1)在图甲中,当断开S 时,3R 中电流可视为零(因理想电压表内阻可视为无限大),3R 两端电压可视为零,故电压表指示的是电源的路端电压。
又此时外电路是21R R 、串联,所以,电路中总电流为:A8.0A 101016R R U I 21=+=+=由闭合电路欧姆定律得:r 8.016Ir U E +=+= ①当闭合S 时,电压表指示的是2R 两端电压,外电路结构是:31R R 与并联,再跟2R 串联,此时电路中总电流为:A 1A 1010R 'U 'I 2===外电路总电阻为:Ω=++=15R R R R R R 23131由)r R ('I E +=得:)r 15('I E += ②联立①②两式,解得E=20V ,r=5Ω。
(2)闭合S 前后,1R 消耗的功率分别为:W 4.6W 108.0R I P 2121=⨯==W5.2W 105.0R )2'I (P 212'1=⨯==(3)若将原电路改为图乙所示电路,则断开S 时,外电路由31R R 、串联组成,电压表指示的是1R 两端的电压,此时总电流为:A8.0A 5101020r R R E I 31=++=++=电压表示数为:V 8V 108.0IR U 11=⨯== 闭合S 时,外电路结构是21R R 、并联再与3R 串联,电压表示数是21R R 、组成的并联电路两端的电压,此情况下,外电路总电阻为:Ω=++=15R R R R R R 32121总电流为:A 1A 51520r R E I =+=+=故电压表示数为:V5V 105.0R 21U 22=⨯==[例题2]如图所示电路中,4321L L L 、、、是四只相同的电灯。
1.如图所示,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,所以整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等。
停电时,用欧姆表测得A 、B 间的电阻为R ;供电后,各家电器同时使用,测得A 、B 间的电压为U ,进线电流为I ,如图所示,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是A.R I P 2= B.RU P 2=C.UI P =D.tW P =2.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是 ( )A .导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻B .由R =U /I 可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C .某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象。
发生超导现象时的温度叫”转变温度” D. 将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一。
3.如右图所示为两电阻R 1和R 2的伏安特性曲线。
若在两电阻两端加相同的电压,关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是( ) A .电阻R 1的阻值较大 B .电阻R 2的阻值较大 C .电阻R 1的发热功率较大 D .电阻R 2的发热功率较大4.在右图所示的电路中,电源的内阻不能忽略。
已知定值电阻R 1=10Ω, R 2=8Ω。
当单刀双掷开关S 置于位置1时,电压表读 数为2V 。
则当S 置于位置2时,电压表读数的可能值为( ) A .2.2V B .1.9VC.1.6V D.1.3V5.如图所示为两个不同闭合电路中的两个不同电源的U-I图象,则下述说法中不正确...的是()A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2B.电动势E1=E2,内阻r l>r2C.电动势E1=E2,内阻r l<r2D. 当电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大。
6、如下图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。
其中V为电压表(理想电表),定值电阻R=7.0Ω。
物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)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,电解槽A 和电炉B 并联后接到电源上,电源内阻r =1Ω,电炉电阻R =19Ω,电解槽电阻r ′=0.5Ω.当S 1闭合、S 2断开时,电炉消耗功率为684W ;S 1、S 2都闭合时,电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变).试求:(1)电源的电动势;(2)S 1、S 2闭合时,流过电解槽的电流大小;(3)S 1、S 2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率. 【答案】(1)120V (2)20A (3)1700W【解析】(1)S 1闭合,S 2断开时电炉中电流106P I A R== 电源电动势0()120E I R r V =+=; (2)S 1、S 2都闭合时电炉中电流为25B P I A R== 电源路端电压为95R U I R V == 流过电源的电流为25E UI A r-== 流过电槽的电流为20A B I I I A =-=; (3)电解槽消耗的电功率1900A A P I U W ==电解槽内热损耗功率2'200A P I r W ==热电解槽转化成化学能的功率为1700A P P P W 化热=-=.点睛:电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路,不能用欧姆定律求解其电流,只能根据电路中电流关系求电流.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.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。
闭合电路欧姆定律典型例题[例1]电动势和电压有些什么区别?[答]电动势和电压虽然具有相同的单位,但它们是本质不同的两个物理量.(1)它们描述的对象不同:电动势是电源具有的,是描述电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量,电压是反映电场力做功本领的物理量.(2)物理意义不同:电动势在数值上等于将单位电量正电荷从电源负极移到正极的过程中,其他形式的能量转化成的电能的多少;而电压在数值上等于移动单位电量正电荷时电场力作的功,就是将电能转化成的其他形式能量的多少•它们都反映了能量的转化,但转化的过程是不一样的•[例2]电动势为2V的电源跟一个阻值求电源的内电阻(见图)•[分析]电源两端的电压就是路端电压,由于外电路仅一个电阻,因此也就是这个电阻两端的电压可由部分电路欧姆定律先算出电流,再由全电路欧姆定律算出内电阻[解]通过电阻R的电流为I=^=^A=O2AE 9由闭合电路欧姆定律E=U+lr,得电源内电阻E-U[说明]由于电动势等于内、外电路上电压之和,而通过内、外电路的电流又处处相同,因此也可以根据串联分压的关系得匹一生或企r R ? I R「厂=卫―°色江门=说% 18[例3]把电阻R i接到内电阻等于1Q的电源两端,测得电源两端电压为3V.如果在电阻R i上串联一个R2=6Q的电阻,再接到电源两端,测得电源两端电压为4V.求电阻R i的阻值.[分析]两次在电源两端测得的都是路端电压,将两次所得结果代入闭合电路的欧姆定律,可得两个联立方程,解此联立方程即得R i的大小。
R=9Q的电阻接成闭合电路,测得电源两端电压为 1.8V,[解]设电源电动势为E,内阻为r.根据闭合电路欧姆定律可知,前、后两次的路端电压分别为E巧=r扃%,或*寺-r +R,Ri + 6斗=1十R;十6两式相比”得3_尺卫申)4 (1书)(£+出)即R12+ 7R i-18=0,取合理值得R i=2Q (另一解R i'=-9Q舍去)[例4]四个小灯连接成如图所示电路,合上电键S,各灯均正常发光.若小灯L4灯丝突然烧断,则其余各灯亮度的变化情况是[]A. L i变亮,L2L3均变暗B. L i变暗,L2L3均变亮C. L i变暗,L2熄灭,L3变亮D. L1L2变亮,L3变暗*——[分析]由于L4开路引起的一系列变化为:L4开路——R总T——I总J——U端T——l if(L i变亮)(=|3R3)J ——|3 (=I 总一I1)(L3 变暗)一一U3 U2 (=U 端一U3)T(L2 变亮).[劄D.[例5]如图所示的电路中,当可变电阻 R 的值增大时[]A. ab 两点间的电压U ab 增大.B. ab 两点间的电压U ab 减小.C. 通过电阻R 的电流I R 增大.D. 通过电阻R 的电流I R 减小.[分析]可变电阻R 的阻值增大—ab 并联部分的电阻增大—整个外电路总电阻增大—电路的总电 流I 减小—内电路上电压(U 内=Ir )和电阻R i 上的电压(U i =IR i )都减小—ab 并联部分的电压增 大(U ab =E-Ir-IR^ TS 过电阻&的电流增大人=字]T3过可变电阻R 的电流2 丿 减小(|R =I-|2).[劄 A 、D.[说明]当电路中某一部分电阻变化时,整个电路各处的电压、电流都会受到影响,可谓“牵一发 而动全身”.分析时,应抓住全电路中电源电动势和内阻不变的特点,从总电流的变化顺次推理 如果只从孤立的局部电路考虑,R 增大时,U ab 也增大,将无法判断通过 R 的电流的变化情况[例6]如图所示的电路中,电源由4个相同的电池串联而成.电压表的电阻很大.开关S 断开时,电 压表的示数是4.8V ,S 闭合时,电压表的示数是3.6V.已知R 仁R 2=4Q ,求每个电池的电动势和内 电阻. [分析]S 断开和闭合,电压表测得的都是路端电压,亦即分别是外电阻 R 2和(R i // R 2)上的电压. 据此,由闭合电路欧姆定律即可列式求解.[解]设电池组的总电动势是E ,总内电阻是r.S 断开和闭合时,电路的总电流分别为11和12.根据 闭合电路欧姆定律,有关系式s 闭合加2 ■ [(R 』R J ■丄m “ j 富1 ilRJ代入题中数据,得4十 r +4E 7 2 E Q = 4 =—V = 18V ^f 2 r 0 - — - — - 0 5门 4 4[例7]图1所示的电路中,R i =3Q, R 2=6Q, R 3=6Q ,电源电动势E=24V ,内阻不计.当电键S i 、 S 2均开启和均闭合时,灯泡L 都同样正常发光.(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向: S i 、S 2均开启时;S i 、S 2均闭合时.(2) 求灯泡正常发光时的电阻 R 和电压U.两式相比,得代入①式后得E=7.2V.④4 _ 2(r + 2)訂『十4设每个电池的电动势为 E o ,内阻r o ,由串联电池组的特点,得區]1[分析]画出S 1、S 2均开启和闭合时的等效电路图(图2),即可判知电流方向.灯泡L 能同样正常 发光,表示两情况中通过灯泡的电流相同•[解](1) S i 、S 2均开启时,流经灯泡的电流方向从 b -a ; S i 、S 2均闭合时,流经灯泡的电流方 向从a — b.其等效电路分别如图2所求.(2)设灯泡的电阻为R.S i 、S 2均开启时,由全电路欧姆定律得流过灯泡的电流S i 、S 2均闭合时,由全电路欧姆定律和并联分流的关系得流过灯泡的电流两情况中,灯泡L 同样正常发光,表示|1=|2,即解得R-RJR1+R 厂矩+ 9-6).如灯泡正常发光时的电压由等效电路图根据串联分压得图2[例8]四节干电池,每节电动势为1.5V ,内阻为0.5Q ,用这四节干电池组成串联电池组对电阻 R=18Q 的用电器供电,试计算:(1) 用电器上得到的电压和电功率;(2) 电池组的内电压和在内电阻上损失的热功率 .[分析]根据串联电池组的特点和全电路欧姆定律算出电路中的电流, 即可由部分电路欧姆定律和 电功率公式求出结果•[解]电路如图所示•串联电池组的电动势和内阻分别为一州一E rE=n E o =4 X 1.5V=6V ,r = nr o = 4 X 0.5Q = 2 Q .根据闭合电路欧姆定律,得电流A = 0.3A.(1)用电器上得到的电压和电功率分别为U R =IR=0.3 X 18V=5.4V ,P R = U R I=5.4 X 0.3W=1.62W.(2)电池组的内电压和内电阻上的热功率分别为U 匸 lr = 0. 3X 2V = 0.6V ,Pr = |2r = 0.32X 2W = 0.18W. [说明](1)本题也可以不必算出电流,直接由内、外电阻的分压比算出电压,(2)电池的总功率 33^9 + 6 X 24V ■ 4.8V.P 总=IE=0.3 X 6W=1.8W,而P R + P r=1.62W+ 0.18W=1.8W=P 总.这正是能的转化和守恒在全电路上的反映•(3)闭合电路欧姆定律,实质是能的转化和守恒在电路中的反映.由EI=U+Ir,可得I=UI + I2r 或Elt=Ult + I2rt.式中El是电源每秒向电路提供的能量,即电源的总功率(EIt是电源在时间t内提供的能量);I2r是电源内阻上的热功率(brt是电源内阻在时间t内产生的热量),UI就是电源对外输出的功率,也就是转化为其他形式能的功率(UIt就是电源对外做的功,即转化为其他形式的能量) .[例9]在图1的电路中,电池的电动势E=5V,内电阻r=10Q,固定电阻R=90Q, R o是可变电阻,在R0由零增加到400Q的过程中,求:n 團1(1) 可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率(2) 电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和[分析]根据焦耳定律,热功率P=I2R,内阻r和R都是固定电阻,电流最小时,其功率也最小对可变电阻R0,则需通过热功率的表达式找出取最大值的条件才可确定.[解](1)电池中的电流厂十R十氏口可变电阻R0的消耗的热功率为了求出使P取极大值的条件,对上式作变换P - 网。
物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇含解析一、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.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。
汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V ,电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。
车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A ;电动机启动的瞬间,电流表示数达到70A 。
求:(1)电动机未启动时车灯的功率。
(2)电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。
(忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化)【答案】(1)120W ;(2)67.5W【解析】【分析】【详解】(1) 电动机未启动时12V U E Ir =-=120W P UI ==(2)电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻'1.2U R I==Ω 267.5W RU P ''== 电源电动势不变,电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小,回路电流增大,内电路分得电压增大,外电路电压减小,所以车灯电功率减小。
3.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。
闭合电路欧姆定律非纯电阻电路典型例题
1.如图2所示,当开关S断开时,理想电压表示数为3 V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8 V,则外电阻R与电源内阻r之比为( )
A.5∶3B.3∶5
C.2∶3 D.3∶2
2.在如图4所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑
动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是( ) A.I1增大,I2不变,U增大 B.I1减小,I2增大,U减小
C.I1增大,I2减小,U增大 D.I1减小,I2不变,U减小
3.如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列说法正确的是( )
A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2
B.电动势E1=E2,内阻r1>r2
C.电动势E1=E2,内阻r1<r2
D.电流相同时,电源1的输出功率大
4.电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路,测得电源两端电压为1.8V,求电源的内电阻.
5.把电阻R1接到内电阻等于1Ω的电源两端,测得电源两端电压为3V.如果在电阻R1上串联一个R2=6Ω的电阻,再接到电源两端,测得电源两端电压为4V.求电阻R1的阻值.
6.如图所示的电路中,电源由4个相同的电池串联而成.电压表的电阻很大.开关S 断开时,电压表的示数是4.8V ,S 闭合时,电压表的示数是3.6V.已知R1=R2=4Ω,求每个电池的电动势和内电阻.
7.在图1的电路中,电池的电动势E=5V ,内电阻r=10Ω,固定电阻R=90Ω,R0是可变电阻,在R0由零增加到400Ω的过程中,求:
(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率.
(2)电池的内电阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和.
8.如图10所示的电路中,电路消耗的总功率为40 W ,电阻R 1为4 Ω,R 2为6 Ω,电源内阻r 为0.6 Ω,电源的效率为94%,求:
(1)a 、b 两点间的电压; 2)电源的电动势.
9.如图所示,直线A 电源的路端电压U 与电流I 的关系
图象,直线B 是电阻R 两端电压U 与电流I 的关系图象,
把该电源与电阻R 组成闭合电路,则电源的输出=P
W ,电源的电动势=E V ,电源的内电阻
=r Ω,外电阻 =R Ω。
B A
10.如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=lΩ,当接入固定电阻R=3Ω时,电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻R D=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求:
(1)电路中的电流大小;
(2)电动机的输出功率
11.如图所示,M为一线圈电阻rM=0.4 Ω的电动机,R=24 Ω,电源电动势E=40 V.当S断开时,电流表的示数为I1=1.6 A,当开关S闭合时,电流表的示数为I2=4.0 A.求:
(1)电源内阻r;
(2)开关S闭合时电源输出功率.
(3)开关S闭合时电动机输出的机械功率;
12如图11所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,闭合电键S后,标有“,”的灯泡恰能正常发光,电动机M绕组的电阻R0=4Ω,求:
(1)电源的输出功率P0;
(2)10s内电动机产生的热量Q;
(3)电动机的机械功率;
在如图12所示的电路中,电源的电动势E=6.0 V,内电阻r=2.0Ω,外电路的电阻R1=12.0Ω,R2=4.0Ω。
闭合开关S。
求:
(1)电路中的总电流I;
(2)电路的路端电压U;
(3)电源的输出功率
10、如图所示电路中,已知电源电动势为V,内阻
,电阻,,当单刀双掷开关打在1时,电动机不转,理想电流
表的示数为,当单刀双掷开关打在2时,电动机正常工作,电流表示数为,
求(1)电动机的内阻为多少?
(2)电动机正常工作时的输出功率?
11、如图所示,M为一线圈电阻R M=0.4Ω的电动机,R=24Ω,电源电动势E=40V.当S断开时,电流表的示数I1=1.6A,当开关S闭合时,电流表的示数为I2=4.0A。
求
(1)电源内阻r
(2)开关S闭合时,通过电动机的电流及电动机消耗功率
如图所示的电路中,电源的电动势E=12V,内阻未知,R1=8Ω,R2=1.5Ω,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.
13.在如图所示电路中,定值电阻R0=2Ω,安培表和伏特表均为理想电表.闭合开关K,当滑动变阻器R x滑片P从一端移向另一端时,发现电压表的电压变化范围为0V到3V,安培表的变化范围为0.75A到1.0A.求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)移动变阻器滑片时,能得到的电源的最大输出功率.
14.在如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的。
求:(11分)
15.如图所示是利用电动机提升重物的示意图,其中D是直流电动机.p是一个质量为m的重物,它用细绳拴在电动机的轴上.闭合开关s,重物p以速度v被匀速提升,这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V,重物p上升的速度v=0.90m/s.重物的质量m=50kg。
不计一切摩擦,g取10m/s2.求:
(1)电动机消耗的电功率P电;
(2)电动机线圈的电阻R。
16、如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机
绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合。
当电键S2断开时,电
阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是
336W,求
(1)电源的内电阻;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功
17.如图所示,是一种测量电源电动势和内阻的电路。
已知:R1=0.5Ω,R2=1.5Ω,当电键扳到1位置时,电 压表读数为1V ;当电键扳到2位置时,电压表读数为1.5V ,求:电源电动势E 和内阻r
18.如图所示,是用直流电动机提升重物的装置,重物质量
m =50kg ,电源电动势E =110V ,内电阻r 1=1Ω,电动机的内电阻r 2=4Ω。
阻力不计。
当匀速提升重物时,电路中电流强度I =5A 。
取g =10m/s 2.试求:
(1)电源的总功率和输出功率;
(2)重物上升的速度.
19.如图11所示,在A 、B 两点间接一电动势为4 V 、内电阻为1 Ω的直流电源,电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为4 Ω,电容器的电容为30 μF,电流表的内阻不计,求:
(1)电流表的读数;
(2)电容器所带的电荷量;
(3)断开电源后,通过R 2的电荷量.
20.如图所示的电路中,电源电动势E =9 V ,内阻r =2 Ω,定值电阻R 1=6 Ω,R 2=10 Ω,R 3=6 Ω,电容器的电容C =10 μF.
(1)保持开关S 1、S 2闭合,求电容器C 的带电荷量;
(2)保持开关S 1闭合,将开关S 2断开,求断开开关S 2后流过
电阻R 2的电荷量. S 电动机
21.如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=2Ω,电阻R1=8Ω,R2=2Ω,电容器的电容C=20μF。
开关S原来断开,后将它闭合。
求:
(1)S闭合后a、b两点间的电压;
(2)S闭合后流过R2的电量。
22
(1
(2。