高中物理闭合电路的欧姆定律专项训练100(附答案)
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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.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40Q的定值电阻。
v是由理想电压表改装成的指针式测风力为6V的电源。
R0是一个阻值为显示器。
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。
迎风板人的重力忽略不计。
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R0,调(只写结论)换后的R0的阻值大小如何变化?R=30-°・°4F(°);(2)F=550N;(3)U=4.8V;(4)阻值变【答案】(1)m大【解析】【分析】【详解】A F(1)通过表中数据可得:=S故R与F成线性变化关系设它们的关系式为:ARR=kF+b代入数据得:R=30-0.04F(Q)①(2)由题意,R0上的电压U R =5V,通过R0的电流为0RU1=青②U =竺=4.8V ⑤R T ③解①~④式,得,当电压表两端电压U 为5V 时,测得的风力最大RF 二550N ④m(3)由①式得R =10Q(4)阻值变大2. 如图所示,水平U 形光滑框架,宽度L=1m ,电阻忽略不计,导体棒ab 的质量m =°.2弦,电阻R=0.50,匀强磁场的磁感应强度B=0.2T ,方向垂直框架向上•现用F=1N 的拉力由静止开始向右拉ab 棒,当ab 棒的速度达到2m/s 时,求此时:(1) ab 棒产生的感应电动势的大小; (2)ab棒产生的感应电流的大小和方向;(3) ab棒所受安培力的大小和方向;【答案】(1)0.4V (2)0.8A 从a 流向b (3)0.16N 水平向左(4)4.2m/s 2 【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E=BLv=0.2x l x 2V=0.4VE 04(2)由闭合电路欧姆定律得回路电流I ==A =0.8A ,由右手定则可知电流方向R 0.5为:从a 流向b(3)ab 受安培力F =BIL =0.2x 0.8x l N=0.16N ,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 ,得ab 杆的加速度安4.2m/s23 14+1 A=0.2A1-0.16/m/s2=0.23.在如图所示的电路中,电阻箱的阻值K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。
高考物理一轮复习专项训练—闭合电路的欧姆定律(含解析)1.(2022·江苏卷·2)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,R4=4 Ω,电源电动势E=12 V,内阻不计,四个灯泡中消耗功率最大的是()A.R1B.R2C.R3D.R42.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示,其工作原理如图乙所示,传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法中正确的是()A.电压表的示数变大,电流表的示数变小B.电压表的示数变小,电流表的示数变小C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越大D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变3.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表和电流表的读数都增大,电压表和电流表均为理想电表,则可能出现了下列哪种故障()A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路4.如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片P向右端移动时,下列说法中正确的是()A.电源的输出功率一定变小B.电压表V1的读数变小,电流表A1的读数变小C.电压表V2的读数变大,电流表A2的读数变小D.电压表V2的读数变小,电流表A2的读数变小5.将一电源与一电阻箱连接成闭合电路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知()A.电源最大输出功率可能大于45 WB.电源内阻等于5 ΩC.电源电动势为45 VD.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%6.(2023·四川内江市第六中学月考)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的U-I图线.将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么()A .电源a 、b 电动势一样大,b 内阻较大B .R 接到电源a 上,电路中的电流较小C .R 接到电源b 上,电源的输出功率较大D .R 接到电源b 上,电源效率较高7.(2023·江苏淮安市车桥中学高三测试)如图所示电路,电源内阻为r ,两相同灯泡L 1、L 2 电阻均为R ,D 为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表.闭合S 后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动.现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表V 1、V 2 示数变化量绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2 ,电流表示数变化量绝对值为ΔI ,则下列说法中错误的是( )A .两灯泡逐渐变亮B .油滴将向下运动 C.ΔU 2ΔI=R +r D .ΔU 2>ΔU 18.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图像(电池内阻不是常量),图线b 是某电阻R 的U -I 图像.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为( )A .5.5 ΩB .7.0 ΩC.12.0 Ω D.12.5 Ω9.(多选)(2023·河南三门峡市外国语高级中学高三检测)如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,L为小灯泡,R为滑动变阻器,V为理想电压表.现闭合开关S,将滑动变阻器R的滑动触头P从a端向b端滑动.已知小灯泡电阻和电源内阻相等,则下列说法中正确的是()A.电压表示数先变小后变大B.小灯泡L先变暗后又变亮C.电源的输出功率先变小后变大D.电源的效率先减小后增大10.(2023·河北邯郸市模拟)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,R0=3 Ω,R1=7.5 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,电容器的电容C=2 μF.开始时开关S处于闭合状态,则下列说法正确的是()A.开关S闭合时,电容器上极板带正电B.开关S闭合时,电容器两极板间电势差是3 VC.将开关S断开,稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10-6 CD.将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10-6 C11.在如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片P从最左端滑至最右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:(1)电源的电动势和内阻;(2)定值电阻R2的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值.12.如图所示,电源电动势E=2 V,内阻r=1 Ω,电阻R0=2 Ω,滑动变阻器的阻值范围为0~10 Ω.求滑动变阻器的阻值为多大时,R上消耗的功率最大,最大值为多少?1.A 2.D 3.A 4.C 5.B 6.A7.B [滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,总电阻减小,回路中电流变大,两灯泡变亮,选项A 正确;总电流增大,故内电压增大,所以外电压减小,即V 1的示数减小,而L 1两端的电压变大,所以L 2与滑动变阻器部分的电压之和减小,所以V 2的示数及电容器板间电压变小,应放电,但二极管的单向导电性使电荷不能放出,Q 不变,则由C =Q U =εr S4πkd 和E =U d 得E =4πkQ εr S ,可知E 不变,油滴静止不动,选项B 错误;把L 1的电阻R 看作电源内阻一部分,ΔU 2就是R +r 两端电压的增加量,则ΔU 2ΔI =R +r ,选项C 正确;由闭合电路欧姆定律可得ΔU 1ΔI=r ,所以ΔU 2>ΔU 1,选项D 正确.]8.A [由闭合电路欧姆定律得U =E -Ir ,当I 1=0时,E =U 1,由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E =3.6 V ,组成闭合回路时,根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压为U 2=2.5 V ,电流为I 2=0.2 A ,则硅光电池的内阻为r =E -U 2I 2=3.6-2.50.2Ω=5.5 Ω,故A 正确.]9.BC [由电路结构可知,滑动变阻器R 的滑动触头P 两边的电阻并联,则当P 从a 端向b 端滑动时,电路的总电阻先变大后变小,则干路电流先变小后变大,故小灯泡L 先变暗后又变亮,选项B 正确;由U =E -Ir 可知路端电压先变大后变小,即电压表的示数先变大后变小,选项A 错误;因为小灯泡电阻和电源内阻相等,电路的总电阻先变大后变小,结合电源输出功率随外电路电阻变化图像可知,当内、外电阻相等时电源输出功率最大,则电源的输出功率先变小后变大,选项C 正确;电源的效率η=IUIE ×100%=R 外R 外+r×100%=11+rR 外×100%,外电路总电阻越大,电源的效率越高,故电源的效率先增大后减小,选项D 错误.] 10.D [开关S 闭合时的等效电路图如图甲所示,电容器C 两端电压等于R 3两端电压U 3,已知电路总电阻R =(R 2+R 3)R 1R 2+R 3+R 1+r =4 Ω,由闭合电路欧姆定律可知干路电流I =ER =1.5 A ,路端电压U =E -Ir =4.5 V ,则U 3=R 3R 2+R 3U =1.8 V ,此时电容器所带电荷量Q 1=CU 3=3.6×10-6 C ,且上极板带负电,下极板带正电,故A 、B 错误.开关S 断开时的等效电路图如图乙所示,稳定后电容器C 两端电压等于R 2两端电压U 2,此时U 2=E R 2+R 3+r R 2=3 V ,电容器所带电荷量Q 2=CU 2=6×10-6 C ,且上极板带正电,下极板带负电,故通过R 0的电荷量Q =Q 1+Q 2=9.6×10-6 C ,故C 错误,D 正确.]11.(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率的绝对值等于电源的内阻,则内阻r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =16-40.8-0.2Ω=20 Ω电源的电动势为E =U +Ir取电压U 1=16 V ,电流I 1=0.2 A , 代入解得E =20 V(2)当滑片P 滑到最右端时,R 1被短路,外电路的电阻最小,电流最大.此时电压U 2=4 V ,电流I 2=0.8 A ,则定值电阻R 2=U 2I 2=5 Ω(3)当滑片P 滑到最左端时,滑动变阻器阻值最大,外电阻最大,电流最小,此时路端电压U 1=16 V , 电流I 1=0.2 A ,外电路总电阻为R =U 1I 1=80 Ω又R =R 2+R 1R 3R 1+R 3,代入解得R 3=300 Ω.12.23 Ω 23W 解析 方法一 由公式P R =U 2R,根据闭合电路的欧姆定律,路端电压U =E ·R 0R R 0+R r +R 0R R 0+R =ER 0R rR 0+rR +RR 0,所以P R =E 2R 02R (rR 0+rR +R 0R )2,代入数据整理得P R=164R +9R +12W ,当R =23 Ω时,R 上消耗的功率最大,P R max =23W.方法二 采用等效电源法分析,把电阻R 0等效到电源的内部,即把电源和电阻R 0看作等效电源,即电动势为E ′=R 0R 0+r E 、内阻为r ′=R 0r R 0+r 的电源,当R =r ′=R 0r R 0+r 时,电源对外电路R 的输出功率最大,为P R max =E ′24r ′.把数值代入各式得E ′=R 0R 0+r E =43 V ,r ′=R 0rR 0+r =23 Ω,所以R =23 Ω,P R max =E 等24r 等=23W.。
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。
2020届高考物理 闭合电路欧姆定律专题训练(含答案)1. 如图所示的电路中,电阻R =2Ω.断开S 后,电压表的读数为3V ;闭合S 后,电压表的读数为2V ,则电源的内阻r 为A. 1ΩB. 2ΩC. 3ΩD. 4Ω【答案】A2. 电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此 (A )电动势是一种非静电力(B )电动势越大,表明电源储存的电能越多 (C )电动势的大小是非静电力做功能力的反映 (D )电动势就是闭合电路中电源两端的电压 【答案】C3. 直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P 向右移动时,电源的( ) (A )总功率一定减小 (B )效率一定增大 (C )内部损耗功率一定减小 (D )输出功率一定先增大后减小 答案:ABC4. 将阻值随温度升高而减小的热敏电阻I 和II 串联,接在不计内阻的稳压电源两端。
开始时I 和II 阻值相等,保持I 温度不变,冷却或加热II ,则II 的电功率在 ( ) A .加热时变大,冷却时变小 B .加热时变小,冷却时变大 C .加热或冷却时都变小 D .加热或冷却时都变大 【答案】C5. 如图所示的电路中,电源电动势为12 V ,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出。
闭合开关S ,下列说法正确的有()A .路端电压为10 VB .电源的总功率为10 WC .a 、b 间电压的大小为5 VD .a 、b 间用导线连接后,电路的总电流为1 A 【答案】AC6. 如图,三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为R ,电源的内阻,c 为滑动变阻器的中点。
闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c 点向a 端滑动,下列说法正确的是 ( CD ) A .R 2消耗的功率变小 B .R 3消耗的功率变大 C .电源输出的功率变大 D .电源内阻消耗的功率变大7. 电动机与小电珠串联接人电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R 1,两端电压为U 1,流过的电流为I 1;电动机的内电阻为R 2,两端电压为U 2,流过的电流为12。
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 。
闭合电路欧姆定律配题徐刚1. 关于闭合电路,下列说法中正确的是A.闭合电路中,电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B.闭合电路中,电源的路端电压越大,电源的输出功率就越大C.闭合电路中,电流越大,电源的路端电压就越大D.闭合电路中,外电阻越大,电源的路端电压就越大2. 用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电,下列判断中正确的是①电源短路时,路端电压为零,电路电流达最大值②外电路断开时,电路电压为零,路端电压也为零③路端电压增大时,流过电源的电流一定减小④路端电压增大时,电源的效率一定增大A.①B.①③C.②④D.①③④3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是A.0.10 VB.0.20 VC.0.30 VD.0.40 V4.在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r0,设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U0,当R5的滑动触点向图中a端移动时,A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小5.如图1—30—2所示,直线A为电源的U—I图线,直线B为电阻R的U—I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电路的总功率分别是A.4 W、8 WB.2 W、4 WC.4 W、6 WD.2 W、3 W6.如图所示,电源E的电动势为3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3.0 V,额定功率为4.5 W,当电键S接位置1时,电压表的读数为3 V,那么当电键S接到位置2时,小灯泡L的发光情况是A.很暗,甚至不亮B.正常发光C.比正常发光略亮D.有可能被烧坏7.如图1—30—4所示的电路中,闭合电键S后,灯L1和L2都正常发光,后来由于某种故障使灯L2突然变亮,电压表读数增加,由此推断,这故障可能是A.L1灯灯丝烧断B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器被击穿短路8.如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线.抛物线OBC为同一直流电源内部热功率P r随电流I变化的图线.若A、B的横坐标为1 A,那么AB线段表示的功率等于A.1 WB.3 WC.2 WD.2.5 W9.在如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r .设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U .当R3滑动触点向图中a端移动,则A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小10.调整如图所示电路的可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,在这个过程中A.通过R1的电流增加,增加量一定等于ΔU/R1B.R2两端的电压减小,减少量一定等于ΔU12C.通过R 2的电流减小,但减少量一定小于ΔU /R 2D.路端电压增加,增加量一定等于ΔU11.如图所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中A.电阻R 中没有电流B.电容器的电容变小C.电阻R 中有从a 流向b 的电流D.电阻R 中有从b 流向a 的电流12.某闭合电路的路端电压U 随外电阻R 变化的图线如图1—30—6所示,则电源的电动势为_______,内电阻为_______,当U =2 V 时,电源的输出功率为_______.13.在如图所示的电路中,电源的内阻不可忽略不计,已知R 1=10 Ω,R 2=8 Ω.S 与1连接时,电流表的示数为0.2 A ;将S 切换到2时,可以确定电流表的读数范围是_______.14.如图所示,电路中电阻R 1=8 Ω,R 2=10 Ω,R 3=20 Ω,电容器电容C =2 μF ,电源电动势E =12 V ,内电阻r 不计,开关S 闭合,当滑动变阻器的阻值R 由2 Ω变至22 Ω的过程中,通过A 2的电荷量是_______,A 1的读数变化情况是_______(选填“增大”“减小”“先增后减”“先减后增”).15.如图所示的电路中,电池的电动势E =9.0 V ,内电阻r =2.0 Ω,固定电阻R 1=1.0 Ω,R 2为可变电阻,其阻值在0~10 Ω范围内调节,问:取R 2=______时,R 1消耗的电功率最大.取R 2=_______时,R 2消耗的电功率最大.16.如图所示,变阻器R 2的最大电阻是10 Ω,R 3=5 Ω,电源的内电阻r =1 Ω,当电键S 闭合,变阻器的滑片在中点位置时,电源的总功率为16 W ,电源的输出功率为12 W.此时电灯R 1正常发光,求:(1)电灯阻值R 1是多少?(设R 1阻值恒定不变)(2)当电键S 断开时,要使电灯正常工作,应使变阻器的电阻改变多少?17.(12分)如图1—30—11所示的电路中,电源由6个电动势E 0=1.5 V 、内电阻r 0=0.1 Ω的电池串联而成;定值电阻R 1=4.4 Ω,R 2=6 Ω,R 2允许消耗的最大电功率为P m =3.375 W ,变阻器开始接入电路中的电阻R 3=12 Ω,求:(1)开始时通过电池的电流多大?电源的输出功率多大?(2)要使R 2实际消耗的功率不超过允许的最大值,可变电阻R 3的取值范围是什么?18.(12分)“加速度计”作为测定物体加速度的仪器,已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中,如图所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A 、B 固定在待测系统上,滑块穿在A 、B 间的水平光滑杆上,并用轻弹簧固接于支架A 上,其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架发生位移,并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.已知滑块质量为m ,弹簧劲度系数为k ,电源电动势为E ,内电阻为r ,滑动变阻器总阻值R =4r ,有效总长度为L .当待测系统静止时,滑动臂P 位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U 0=0.4E .取AB 方向为参考正方向.(1)写出待测系统沿AB 方向做变速运动的加速度a 与1、2两接线柱间的输出电压U 间的关系式.3(2)确定该“加速度计”的测量范围.参考答案1.D2.D3.D4.D5.C 从图中可知E =3 V ,图线A 和图线B 的交点是电源和电阻R 构成电路的工作点,因此P出=UI =4 W ,P 源=EI =6 W.6.A S 接1时,由E =U +Ir 得r =2 Ω.R L =U 额2/P 额=2 Ω,故S 接2时,U L =rR E L +· R L = 1.6 V<3.0 V ,故灯很暗,此时电路中电流I ′=0.8 A ,有可能超过电源的额定电流,使电源烧毁导致灯不亮.7.B8.C P AB =P A -P B .表示电源的输出功率.C 点表示电源处于短路状态,P 源=P 内. 9.D 10.AC 11.BC12.3.0 V;1 Ω;2.0 W 13.0.2 A <I 2<0.25 A.I 2=)821(2.0)(2112rR r R r I R r E ++=++=+A ,而0<r <∞,从而可确定I 2的范围.14.1.28×10-5 C;减小15.0;3.0 Ω.当R L =0时,电路中电流最大,R 1消耗的电功率最大;电源进行等效变换,保持电源电动势E 不变,将固定电阻R 1归并到内电路,等效内电阻r ′=r +R 1,当R 2=R 1+r 时,电源输出功率最大.16.(1)2.5 Ω;(2)1.5 Ω17.(1)1 A 8.4 W;(2)0≤R 3≤30 Ω,第(2)问可将R 1归为内电路,利用等效电源进行处理.18.(1)设待测系统沿AB 方向有加速度a ,则滑块将左移x ,满足kx =ma ,此时U 0-U =rR R E +',而R ′=Lrx R Lx 4=.故有 a =mEU E kL mErr R U U kL 4)4.0(54))((0-=+-.(2)当待测系统静止时,滑动臂P 位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U 0=0.4E ,故输出电压的变化范围为0≤U ≤2U 0,即0≤U ≤0.8E ,结合(1)中导出的a 与U 的表达式,可知加速度计的测量范围是-mkL 2≤a ≤mkL 2.。
高中物理闭合电路的欧姆定律专题训练答案一、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,r是电源的内阻,R1和R2是外电路中的电阻,如果用P r,P1和P2分别表示电阻r,R1,R2上所消耗的功率,当R=R=r时,求:(1)I r:I1:I2等于多少解析】详解】(1)设干路电流为/,流过R1和R2的电流分别为I1和/2。
由题,R1和R2并联,电压相等,电阻也相等,则电流相等,故/1=/2=21即/r:/1:/2=2:1:1⑵根据公式P=/2R,三个电阻相等,功率之比等于电流平方之比,即P r:P1:P2=4:1:1r122.如图所示,质量m=1kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1m的光滑绝缘框架上。
匀强磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。
右侧回路中,电源的电动势E=8V,内阻r=1Q。
电动机M的额定功率为8W,额定电压为4V,线圈内阻R 为0.20,此时电动机正常工作(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2)。
试求:⑴通过电动机的电流/M以及电动机的输出的功率P出;⑵通过电源的电流/总以及导体棒的电流I;总⑶磁感应强度B的大小。
M【答案】(1)7.2W;(2)4A;2A;(3)3T。
【解析】【详解】(1)电动机的正常工作时,有所以故电动机的输出功率为(2)对闭合电路有所以故流过导体棒的电流为P二P-12R二7.2W 出M二I二I—I二2A总MF=mg sin37°=6N 安F=BIL安FB=亠=3TIL3.如图所示,E=IOV,r=1Q,R]=R3=5Q,R2=4Q,C=100卩F,当断开时,电容器中带电粒子恰好处于静止状态;求:(1)S闭合后,带电粒子加速度的大小和方向;⑵S闭合后流过R3的总电荷量.【答案】⑴g,方向竖直向上⑵4x10-4C【解析】【详解】(1)开始带电粒子恰好处于静止状态,必有qE=mg且qE竖直向上.S闭合后,qE=mg的平衡关系被打破.S断开时,带电粒子恰好处于静止状态,设电容器两极板间距离为d,有RU=-2E=4VC R+-+r,21qUC=mgdS闭合后,RU'=E二8Vc-+r2设带电粒子加速度为a,则qU'j-mg=ma,d解得a=g,方向竖直向上.(2)S闭合后,流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量,所以\Q=C(U C,-U C)=4x10-4C4.如图所示,电源电动势E二27V,内阻r二2Q,固定电阻R2二4Q,R】为光敏电阻.C为平行板电容器,其电容C二3pF,虚线到两极板距离相等,极板长L二0.2m,间距d二1.0x10—2m.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]时,R]的阻值分别为12Q、3Q.有带电量为q二-1.0x10—4C微粒沿图中虚线以速度v°=10m/s连续射入C的电场中.假设照在R】上的光强发生变化时R]阻值立即有相应的改变.重力加速度为g二10m/s2.⑴求细光束通过a照射到%上时,电容器所带的电量;(2)细光束通过a照射到R]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]上时带电微粒能否从C的电场中射出.【答案】(1)Q二1.8X10-11C(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]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%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】27(1)由闭合电路欧姆定律,得1———1.5A-+-+r12+4+212又电容器板间电压U=U2=/-得U C=6Vc22C设电容器的电量为Q,则Q=CU C解得Q=1.8X10-11C(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mg二解得m=0.6x10-2kg细光束通过b照射时,同理可得U C f=12VU,由牛顿第二定律,得q~C-mg=ma解得a=10m/s21+l微粒做类平抛运动,得y=at2,t=-解得y=0.2x10-2m<£,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.5.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)。
闭合电路欧姆定律一、多项选择1、如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为△U1和△U2,下列说法正确的是()A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.△U1<△U2 D.△U1>△U22、在如图所示的电路中,灯炮L的电阻大于电源的内阻r,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是()A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小,电压表读数变大3、如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,干电池内阻不可忽略.当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法正确的是()A.灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗B.灯多时各灯两端电压较低C.灯多时通过电池的电流较小D.灯多时通过各灯的电流较大4、如图所示,在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中,理想电压表、电流表的示数将发生变化,电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2,已知电阻R大于电源内阻r,则()A.电流表A的示数增大B.电压表V2的示数增大C.电压表V1的示数增大D.△U1大于△U25、在如图所示的电路中,和均为定值电阻,当的滑动触头在a端时合上开关S,此时二个电流表和电压表V 的示数分别为和U ,电源的发热功率为,电源的输出功率为,定值电阻上消耗的功率为。
现将的滑动触头向b 端移动,则三个电表的示数及功率、、的变化情况是()A.增大,不变,U增大B.减小,增大,U减小C.可能增大,一定减小D.一定增大,一定增大6、一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计,当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I,电动车的质量为m,电动车受到的阻力是车重的k倍,忽略电动观光车内部的摩擦,则( )A. 电动机的内阻为R =B. 电动机的内阻为R =-C. 如果电动机突然被卡住而停止转动,则电源消耗的功率将变大D. 如果电动机突然被卡住而停止转动,则电源消耗的功率将变小二、单项选择题7、如图所示闭合电路中,当滑动变阻器R2触头向上滑动时,则电表示数的变化情况是()A.V和A均增大 B.V和A均减小C.V增大,A减少 D.V减小,A增大8、在“测定电源电动势和内阻”的实验中,针对两个不同的电源得出如图所示的1、2两条图线,则两个电源的电动势E1和E2、内阻r1和r2满足关系()A. E1>E2,r1>r2 B. E1>E2,r1<r2C. E1<E2,r1>r2 D. E1<E2,r1<r29、如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则()A.电压表读数减小B.电流表读数减小C.质点P将向上运动 D. R3上消耗的功率逐渐增大三、实验,探究题11、某同学利用图甲所示电路,探究电源在不同负载下的输出功率.依据所得实验数据,绘出了如图乙所示的U﹣I的图象.(1)电流I=0.60A 时电源的输出功率为 W.(保留两位有效数字)(2)当变阻器电阻为Ω时,电源的输出功率最大.12、某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r.由于该电池的内阻r较小,因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0.(1)按照图甲所示的电路图,将图乙所示的实物连接成实验电路.(2)闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读出电压表相应的示数,并计算出通过电阻箱的电流数值如表所示:在图丙所示的坐标纸中作U﹣I图线.R/Ω40.00 12.00 8.00 6.00U/V 1.90 1.66 1.57 1.43I/A 0.047 0.138 0.196 0.238 四、计算题13、如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,当接入固定电阻R=4Ω时,电路中标有“3V,4.5W”的灯泡L和线圈电阻r′=1Ω的小型直流电动机都恰能正常工作,求:(1)电路中的电流强度为多大?(2)电动机的总功率多大?(3)电动机的机械功率多大?14、如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2 Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5 Ω时,电压表读数为U2=5 V.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?15、如图所示,电源电动势E=10V,内电阻r=2Ω,R1=28Ω,R2=20Ω,R3=60Ω,电容C=4×10﹣8F,试求:(1)开关S断开稳定后,电容器所带电量.(2)再突然闭合S,求S闭合后,通过R3的电量.(3)从图线得到E=V,r=Ω.参考答案一、多项选择1、BD2、BD3、AB4、ACD5、BD6、BC二、选择题7、B8、D9、A10、A三、实验,探究题11、考点:电功、电功率;闭合电路的欧姆定律.版权所有专题:恒定电流专题.分析:根据U﹣I图线得出电流为0.60A时电压的大小,从而根据P=UI求出输出功率的大小.当外电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大,结合U﹣I图线得出内电阻的大小,从而得出输出功率最大时变阻器的阻值.解答:解:(1)当I=0.60A时,输出电压U=1.5V,则电源的输出功率为:P=UI=1.5×0.60W=0.90W.(2)电源的内电阻r==0.92Ω,当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,则R=0.92Ω.故答案为:0.90;0.92.点评:解决本题的关键知道当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,要求同学们能根据图象读出有效信息,难度不大,属于基础题.12、考点:测定电源的电动势和内阻.专题:实验题.分析:(1)根据电路图连接实物电路图.(2)应用描点法作出图象.(3)根据图示电源U﹣I图象求出电源电动势与内阻.解答:解:(1)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:(3)由图示电源U﹣I图象可知,图象与电压轴的交点坐标值为2.0,则电源电动势E=2.0V;图象斜率绝对值等于电源内阻与保护电阻阻值之和,则k=r+R0===2.4Ω,电源的内阻r=k﹣R0=2.4Ω﹣2.0Ω=0.4Ω;故答案为:(1)如图所示;(2)如图所示;(3)2.0;0.4.点评:本题考查了连接实物电路图、作图象、求电源电动势与内阻,应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法,定值电阻串入电路一方向保护电源,同时扩大电源的内阻.同时电源的路端电压与电流图象与电流的交点不一定是短路电流,由电压轴是否是从零开始的.四、计算题13、(1)因为灯泡L 正常工作,故有(2)电动机两端的电压U M=E﹣I(r+R)﹣U L=20﹣1.5×(1+4)﹣3=9.5(V)电动机的总功率P M=U M I=9.5×1.5=14.25(W)(3)P出=P M﹣I2r=12W答:(1)电路中的电流强度为1.5A;(2)电动机的总功率为14.25W;(3)电动机的机械功率为12W.14、(1)由闭合电路欧姆定律得:E=U1+r, 3分E=U2+r 3分联立上述方程,代入数据解得E=6 V,r=1 Ω. 1分(2)由电功率表达式P =R 2分变形为P = 1分(没有推导扣2分)由上式可知当R=r=1 Ω时, 1分P有最大值,P m ==9 W. 1分15、考点:闭合电路的欧姆定律;电容.专题:电容器专题.分析:(1)开关S断开稳定后,电容器的电压等于电源的电动势,由Q=CU求解电容器所带电量.(2)S闭合后稳定后,电容器所在电路没有电流,其电压等于R2两端的电压,根据欧姆定律求出电容器的电压,再求解电容器电量的变化量,即可得到通过R3的电量.解答:解:(1)S断开时,电容器的电压 U C=E=10V,电量为 Q=CU=4×10﹣8×10C=4×10﹣7C;(2)S闭合后,电容器的电压为 U C′=E=×10=4V;Q′=CU C′=4×10﹣8×4C=1.6×10﹣7C;则通过R3的电量△Q=Q﹣Q′=(4×10﹣7﹣1.6×10﹣7)C=2.4×10﹣7C;答:(1)开关S断开稳定后,电容器所带电量为4×10﹣7C.(2)再突然闭合S,S闭合后,通过R3的电量为2.4×10﹣7C.点评:对于给定的电容器,关键是其电压的分析和计算.当电容器与某电路并联时,其电压等于该电路两端的电压.。
高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.在如图甲所示电路中,已知电源的电动势E=6 V、内阻r=1 Ω,A、B两个定值电阻的阻值分别为R A=2 Ω和R B=1 Ω,小灯泡的U-I图线如图乙所示,求小灯泡的实际电功率和电源的总功率分别为多少?【答案】0.75 W(0.70 W~0.80 W均算正确);10.5 W(10.1 W~10.9 W均算正确)【解析】【详解】设小灯泡两端电压为U,电流为I,由闭合电路欧姆定律有E=U+(I+) (R A+r)代入数据有U=1.5-0.75I作电压与电流的关系图线,如图所示:交点所对应的电压U=0.75 V(0.73 V~0.77 V均算正确)电流I=1 A(0.96 A~1.04 A均算正确)则灯泡的实际功率P=UI=0.75 W(0.70 W~0.80 W均算正确)电源的总功率P总=E(I+)=10.5 W(10.1 W~10.9 W均算正确)2.为了检查双线电缆CE、FD中的一根导线由于绝缘皮损坏而通地的某处,可以使用如图所示电路。
用导线将AC、BD、EF连接,AB为一粗细均匀的长L AB=100厘米的电阻丝,接触器H可以在AB上滑动。
当K1闭合移动接触器,如果当接触器H和B端距离L1=41厘米时,电流表G中没有电流通过。
试求电缆损坏处离检查地点的距离(即图中DP的长度X)。
其中电缆CE=DF=L=7.8千米,AC、BD和EF段的电阻略去不计。
【答案】6.396km【解析】【试题分析】由图得出等效电路图,再根据串并联电路规律及电阻定律进行分析,联立可求得电缆损坏处离检查地点的距离.等效电路图如图所示:电流表示数为零,则点H和点P的电势相等。
由得,则又由以上各式得:X=6.396km【点睛】本题难点在于能否正确作出等效电路图,并明确表头电流为零的意义是两端的电势相等.3.如图25甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图,其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后板使用绝缘材料,上、下板使用金属材料.图25乙是该主要结构的截面图,上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连.质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场.已知A、B两极板间加速电压为U0,尘埃加速后全都获得相同的水平速度,此时单位体积内的尘埃数为n.尘埃被加速后进入矩形通道,当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和,同时尘埃被收集.通过调整高压直流电源的输出电压U 可以改变收集效率η(被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值).尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计.在该装置处于稳定工作状态时:(1)求在较短的一段时间Δt 内,A 、B 两极板间加速电场对尘埃所做的功; (2)若所有进入通道的尘埃都被收集,求通过高压直流电源的电流; (3)请推导出收集效率η随电压直流电源输出电压U 变化的函数关系式. 【答案】(1)nbd ΔtqU 02qU m (2)02qU m(3)若y <d ,即204L U dU <d ,则收集效率η=y d =2204L U d U (U < 2024d U L) ;若y ≥d 则所有的尘埃都到达下极板,收集效率η=100% (U ≥2024d U L) 【解析】试题分析:(1)设电荷经过极板B 的速度大小为0v ,对于一个尘埃通过加速电场过程中,加速电场做功为00W qU =在t ∆时间内从加速电场出来的尘埃总体积是0V bdv t =∆ 其中的尘埃的总个数()0N nV n bdv t ==∆总故A 、B 两极板间的加速电场对尘埃所做的功()000W N qU n bdv t qU ==∆总 对于一个尘埃通过加速电场过程,根据动能定理可得20012qU mv = 故解得02qU W nbd tqU m=∆(2)若所有进入矩形通道的尘埃都被收集,则t ∆时间内碰到下极板的尘埃的总电荷量()0Q N q nq bdv t ∆==∆总通过高压直流电源的电流002qU QI nQbdv t m∆===∆ (3)对某一尘埃,其在高压直流电源形成的电场中运动时,在垂直电场方向做速度为0v 的匀速直线运动,在沿电场力方向做初速度为0的匀加速直线运动 根据运动学公式有:垂直电场方向位移0x v t =,沿电场方向位移212y at =根据牛顿第二定律有F qE qU am m md ===距下板y处的尘埃恰好到达下板的右端边缘,则x=L解得24L UydU=若y d<,即24L UddU<,则收集效率22224()4d Uy L UUd d U Lη==<若y d≥,则所有的尘埃都到达下极板,效率为100%224()d UUL≥考点:考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化的观点,选用动能定理和功能关系求解4.一台电动机额定电压为220V,线圈电阻R=0.5Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4A,电动机正常工作10s,求:(1)消耗的电能.(2)产生的热量.(3)输出的机械功率.【答案】(1)消耗的电能为8800J;(2)产生的热量为80J;(3)输出的机械能为8720J.【解析】试题分析:(1)电动机额定电压为220V,电流为4A,电动机正常工作10s,消耗的电能:W=UI t=220×4×10=8800J;(2)产生的热量:Q=I2Rt=42×0.5×10=80J;(3)根据能量守恒定律,输出的机械能为:E机=W﹣Q=8800﹣80=8720J;考点:电功、电功率.5.如图所示电路中,灯L标有“6V,3W”,定值电阻R1=4Ω,R2=10Ω,电源内阻r=2Ω,当滑片P滑到最下端时,理想电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光,试求:(1)滑线变阻器最大值R;(2)当滑片P 滑到最上端时,电流表的读数 【答案】 【解析】试题分析:(1)灯L 的电阻为:R L =LLP U 2=12Ω当P 滑到下端时,R 2被短路,灯L 与整个变阻器R 并联,此时灯正常发光,通过灯L 的电流为:I L =LLU P =0.5A 通过变阻器R 的电流为:I R =I A -I L =1A-0.5A=0.5A 则I R =I L ,即得滑线变阻器最大值为:R=R L =12Ω (2)电源电动势:1()12V L LRR E I R r R R =++=+=当P 滑到上端时,灯L 、变阻器R 及电阻R 2都被短路,此时电流表的读数为:I′=r R E+=2A 考点:【名师点睛】闭合电路的欧姆定律6.对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质.一段横截面积为S 、长为l 的直导线,单位体积内有n 个自由电子,一个电子电量为e .该导线通有恒定电流时,导线两端的电势差为U ,假设自由电子定向移动的速率均为v . (1)求导线中的电流I ;(2)所谓电流做功,实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功.为了求解在时间t 内电流做功W 为多少,小红和小明给出了不同的想法:小红记得老师上课讲过,W =UIt ,因此将第(1)问求出的I 的结果代入,就可以得到W 的表达式.但是小红不记得老师是怎样得出W =UIt 这个公式的.小明提出,既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功,那么应该先求出导线中的恒定电场的场强,即=U E l ,设导体中全部电荷为q 后,再求出电场力做的功=UW qEvt q vt l=,将q 代换之后,小明没有得出W =UIt 的结果.请问你认为小红和小明谁说的对?若是小红说的对,请给出公式的推导过程;若是小明说的对,请补充完善这个问题中电流做功的求解过程.(3)为了更好地描述某个小区域的电流分布情况,物理学家引入了电流密度这一物理量,定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量.若已知该导线中的电流密度为j ,导线的电阻率为ρ,试证明:Uj lρ=. 【答案】(1)I neSv =(2)见解析(3)见解析【解析】(1)电流定义式QI t=,在t 时间内,流过横截面的电荷量Q nSvte =,因此I neSv =; (2)小红和小明说的都有一定道理a.小红说的对.由于QI t=,在t 时间内通过某一横截面的电量Q =It ,对于一段导线来说,每个横截面通过的电量均为Q ,则从两端来看,相当于Q 的电荷电势降低了U ,则W QU UIt ==.b.小明说的对.恒定电场的场强UE l=,导体中全部电荷为q nSle =, 电场力做的功=U UW qEvt qvt nSel vt nSevUt l l===; 又因为I neSv =,则W UIt =.(3)由欧姆定律:、U IR =,、由电阻定律:lR Sρ=; 则l U I S ρ=,则U I l Sρ=; 由电流密度的定义:Q Ij St S==; 故Uj lρ=;7.如图所示,P 是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为L ,直径为D ,镀膜的厚度为d .管两端有导电金属箍M 、N .现把它接入电路中,测得它两端电压为U ,通过它的电流为I .则金属膜的电阻为多少?镀膜材料的电阻率为多少?【答案】U IU Dd IL π【解析】 【详解】根据欧姆定律得,金属膜的电阻U R I=. 由于金属膜的厚度很小,所以,在计算横截面积时,近似的计算方法是:若将金属膜剥下,金属膜可等效为长为L ,宽为πD (周长),高为厚度为d 的长方体金属膜的长度为L ,横截面积s =πDd ;根据LR sρ=,求得 Rs DdU L ILπρ==.【点睛】解决本题的关键掌握欧姆定律的公式和电阻定律的公式,并能灵活运用.8.如图所示,A 为电解槽,M 为电动机,N 为电炉子,恒定电压U =12V ,电解槽内阻R A =2Ω,当S 1闭合,S 2、S 3断开时,电流表示数为6A ;当S 2闭合,S 1、S 3断开时,电流表示数为5A ,且电动机输出功率为35W ;当S 3闭合,S 1、S 2断开时,电流表示数为4A .求:(1)电炉子的电阻及发热功率; (2)电动机的内阻;(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少. 【答案】(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 【解析】试题分析:(1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律U I R= 得12UR I ==Ω 其发热功率为:1126?W=72?W R P UI ==⨯ (2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得222M UI I r P =+输出所以2221M UI P r I -==Ω输出(3)电解槽工作时,由能量守恒定律得:23316?W A P UI I r =-=化考点:闭合电路欧姆定律点评:注意纯电阻电路与非纯电阻电路在的区别9.用一个标有额定电压为12V 的灯泡做实验,测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图线如图所示,求:(1)设灯丝电阻与绝对温度成正比,室温为300K ,求正常发光条件下灯丝的温度。
可编辑修改精选全文完整版物理欧姆定律专题练习(及答案)含解析一、欧姆定律选择题1.在综合实践活动课上,小明把一只用半导体材料制成的电阻R x与滑动变阻器R串联接在电压恒为6V的电路中,如图甲所示.闭合开关,滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中,电流表和电压表示数变化情况如图乙所示,针对该实验过程,下列结果正确的是()A. R x是定值电阻,其阻值为6ΩB. 电路消耗的最小功率为0.6WC. 滑动变阻器的最大阻值为50ΩD. 当P从a端移向b端时,R x的阻值变大【答案】 B【解析】【解答】由电路图可知,电阻R x与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;当滑动变阻器的滑片P位于a端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路总电阻最大,电路中的电流最小,由图象可知,最小电流I最小=0.1A,电路消耗的功率最小:P最小=UI最小=6V×0.1A=0.6W,故B正确.当电路中的电流最小时,对应电压表示数U滑=4.5V,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值:,故C错误.根据串联电路电压规律可知,电阻R x两端的电压:Ux=U-U滑=6V-5.0V=1V,此时R x的阻值:当滑动变阻器的滑片P位于b端,滑动变阻器接入电路的阻值为零,电路总电阻最小,电路中的电流最大,由图象可知,最大电流I最大=1.0A,则电阻R x两端的电压:U x′=U=6V,此时R x的值由上述可知,R x不是定值电阻,故A错误.当P从a端移向b端时,R x的阻值变小,故D错误.故答案为:B.【分析】分析电路图确定滑动变阻器和R x的连接方式及电压表所测的电压,分析出滑片在a端和b端时滑动变阻器应用的阻值,由图象乙确定出对应的电流值,由欧姆定律和电功率的公式进行计算即可解答.2.有两只分别标有”6V3W“和”9V3W“的小灯泡L1、L2,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()A. L1和L2正常工作时的电流一样大B. L1和L2串联在一起同时使用时,两灯一样亮C. L1和L2并联在一起同时使用时,两灯消耗的功率一样大D. 将L1串联在一个12Ω的电阻,接在电源电压为12V的电路中,L1也能正常发光【答案】D【解析】【解答】解:A.由P=UI可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:I1= = =0.5A,I2= = = A,所以两灯泡正常发光时的电流不一样,故A错误;B.由P=UI= 可得,两灯泡的电阻分别为:R1= = =12Ω,R2= = =27Ω,两灯泡串联时通过的电流相等,但灯泡的电阻不同,由P=I2R可知,两灯泡的实际功率不相等,亮度不同,故B错误;C.L1和L2并联在一起同时使用时,它们两端的电压相等,但灯泡的电阻不同,由P= 可知,两灯泡消耗的电功率不相等,故C错误;D.将L1串联在一个12Ω的电阻时,电路中的总电阻R总=R1+R=12Ω+12Ω=24Ω,电路中的电流I= = =0.5A,因电路中的电流和灯泡L1正常发光时的电流相等,所以L1能正常发光,故D正确.故选D.【分析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出两灯泡的正常发光时的电流,然后比较两者的关系;(2)根据P=UI= 求出两灯泡的电阻,根据串联电路的电流特点和P=I2R比较两灯泡的实际功率关系,实际功率大的灯泡较亮;(3)L1和L2并联在一起同时使用时,它们两端的电压相等,根据P= 比较两灯泡消耗的电功率关系;(4)将L1串联在一个12Ω的电阻时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,然后与灯泡L1正常发光时的电流相比较判断其是否能正常发光.3.如图所示的电路,闭合开关S,当滑片P向左移动时,不考虑灯丝电阻受温度影响.下列说法正确的是()A. 小灯泡变亮B. 电流表示数变大C. 电压表示数变小D. 电路的总功率不变【答案】D【解析】【解答】解:因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,接入电路中的电阻不变,此时灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑片右侧部分两端的电压,电流表测电路中的电流,由I= 可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变,故B错误;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率不变,亮暗不变,故A错误;由P=UI可知,电路的总功率不变,故D正确;当滑片P向左移动时,电压表并联部分的电阻变大,由U=IR可知,电压表的示数变大,故C错误.故选D.【分析】根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知滑片移动时接入电路中的电阻不变,此时灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑片右侧部分两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,进一步判断亮暗的变化,根据P=UI可知电路总功率的变化,根据滑片的移动可知滑片右侧部分电阻的变化,根据欧姆定律可知电压表示数的变化.4.对于某一确定的导体,影响该导体电流大小的物理量是()A. 通电时间B. 电荷量C. 电压D. 质量【答案】 C【解析】【解答】解:(1)由欧姆定律可知,对于某一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,所以对于某一确定的导体,通过导体电流大小决定于导体两端的电压,故C正确;(2)导体电阻和电压决定了通过导体的电流大小,即在一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少,电流的大小与质量无关,故ABD错误.故选C.【分析】对于某一导体,电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析选择.5.在如图所示电路中,电源电压相同且不变,电路元件均完好,电流表A1的示数比A2大,下列方案中有可能使两电流表示数相同的有()方案:①用一个更小的电阻替换R3②将如图(a)中的R2与(b)中的R1互换③用一个更大的电阻替换R2④将如图(a)中的R1与(b)中的R3互换A. 0个B. 1个C. 2个D. 3个【答案】C【解析】【解答】a图R1、R2并联,电流表A1在干路上,b图R1、R3串联,电源电压相同且不变,电流表A1的示数比A2大,要使两电流表示数相同,可以减小A1的示数或者增大A2的示数,根据欧姆定律可知,可以用一个更小的电阻替换R3或者用一个更大的电阻替换R2,故①③符合题意;因R1、R2、R3的大小未知,故②④不确定。
闭合电路欧姆定律的理解1.若E 表示电动势,U 表示外电压,U ′表示内电压,R 表示外电路的总电阻,r 表示内电阻,I 表示电流,则下列各式中正确的是( ) A .U ′=IR B .U ′=E -U C .U =E +Ir D .U =RR +rE 答案 BD路端电压和负载的关系2.对于电动势和内阻确定的电源的路端电压,下列说法正确的是(I 、U 、R 分别表示干路电流、路端电压和外电阻)( ) A .U 随R 的增大而减小 B .当R =0时,U =0C .当电路断开时,I =0,U =0D .当R 增大时,U 也会增大 答案 BD电源的UI 图象图2953.如图295所示为某一电源的UI 图象,由图可知( ) A .电源电动势为2 V B .电源内阻为13 ΩC .电源短路时电流为6 AD .电路路端电压为1 V 时,电路中电流为5 A 答案 AD解析 由UI 图象可知,电源电动势E =2 V.r =|ΔU ΔI |=1.26 Ω=0.2 Ω,当U =1 V 时,I =E -U r =2-10.2A =5 A .选项A 、D 正确. 闭合电路的功率关系图2964.如图296所示,电源电动势E =30 V ,内阻r =1 Ω,灯泡上标有“6 V ,12 W ”字样,直流电动机线圈电阻R =2 Ω,若灯泡恰好能正常发光,求电动机输出的机械功率. 答案 36 W解析 因灯泡正常发光,所以I =P U =126 A =2 AU 内=Ir =2×1 V =2 V所以电动机两端电压为U M =E -U 内-U =30 V -2 V -6 V =22 V电动机输出的机械功率为P 机=U M I -I 2R =22×2 W -22×2 W =36 W.(时间:60分钟)题组一 闭合电路欧姆定律的理解和简单应用 1.在闭合电路中,下列叙述正确的是( )A .闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比B .当外电路断开时,路端电压等于零C .当外电路短路时,电路中的电流无穷大D .当外电阻增大时,路端电压也增大 答案 AD2.在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系,下列说法正确的是( )A .若外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大B .若外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小C .若外电压不变,则内电压减小,电源电动势也会随内电压减小D .若外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终等于二者之和 答案 D3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV ,短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( ) A .0.10 V B .0.20 V C .0.30 V D .0.40 V答案 D解析 由已知条件得:E =800 mV.又因I 短=E r ,所以r =E I 短=800×10-340×10-3Ω=20 Ω.所以U =IR =E R +r R =80020+20×20 mV =400 mV =0.40 V ,选项D 正确.图2974.如图297所示电路,R 由2 Ω变为6 Ω时,电路中的电流变为原来的一半,则电源的内阻是( ) A .1 Ω B .2 Ω C .3 Ω D .4 Ω答案 B题组二 路端电压与负载的关系图2985.如图298所示,当开关S 断开时,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∶3 B .3∶5 C .2∶3 D .3∶2答案 D解析 S 断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即:E =3 V .S 闭合时,U 外=1.8 V ,所以U 内=E -U 外=1.2 V .因U 外=IR ,U 内=Ir ,所以R ∶r =U 外∶U 内=1.8∶1.2=3∶2.图2996.在如图299所示电路中,电源的电动势E =9.0 V ,内阻可忽略不计;AB 为滑动变阻器,其电阻R =30 Ω;L 为一小灯泡,其额定电压U =6.0 V ,额定功率P =1.8 W ;S 为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B 端,现在接通开关S ,然后将触头缓慢地向A 端滑动,当到达某一位置C 时,小灯泡恰好正常发光.则C 、B 之间的电阻应为( ) A .10 Ω B .20 Ω C .15 Ω D .5 Ω 答案 B解析 本题中小灯泡恰好正常发光,说明此时通过小灯泡的电流达到额定电流I 额=P 额U 额=1.86.0A =0.3 A ,两端电压达到额定电压U 额=6.0 V ,而小灯泡和电源、滑动变阻器的AC 部分串联,则通过电阻AC 的电流与通过小灯泡的电流相等,故R AC =E -U 额I 额=9.0-6.00.3Ω=10 Ω,所以R CB =R -R AC =20 Ω.图29107.如图2910所示,电路中当可 变电阻R 的阻值增大时( ) A .A 、B 两点间的电压增大 B .A 、B 两点间的电压减小 C .通过R 的电流I 增大 D .通过R 的电流I 减小 答案 AD解析 当可变电阻R 的阻值增大时,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析知,干路电流I 干减小,A 、B 间电压增大,通过R 2的电流增大,则通过R 的电流I 减小.故选A 、D.题组三 电源的U I 图象图29118.如图2911所示,甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线,下列说法中正确的是( )A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等B.电流都是I0时,两电源的内电压相等C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻答案AC解析甲、乙两图线的交点坐标为(I0,U0),外电路是纯电阻说明两电源的外电阻相等,故A正确;图线的斜率大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值),图线甲的斜率大于图线乙的斜率,表明甲的内阻大于乙的内阻,故D错误;图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小,由图线可知,甲与U轴交点的坐标值比乙的大,表明甲的电动势大于乙的电动势,故C正确;电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积,即U内=Ir,因为甲的内阻较乙的内阻大,所以当电流都为I0时,甲电源的内电压较大,故B错误.故选A、C.图29129.如图2912所示的UI图象中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( ) A.R的阻值为1.5 ΩB.电源电动势为3 V,内阻为0.5 ΩC.电源的输出功率为3.0 WD.电源内部消耗功率为1.5 W答案AD10.电路图2913甲所示,若电阻未知,电源电动势和内阻也未知,电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的UI图线分别如图乙所示,求:图2913(1)电源的电动势和内阻;(2)电源的路端电压;(3)电源的输出功率.答案 (1)4 V 1 Ω (2)3 V (3)3 W解析 (1)由题图乙所示UI 图线知:电源电动势E =4 V ,短路电流I 短=4 A ,故内阻r =EI 短=1 Ω.(2)由图象知:电源与电阻构成闭合回路时对应路端电压U =3 V. (3)由图象知:R =3 Ω,故P 出=I 2R =3 W. 题组四 综合题组图291411.如图2914所示,已知R 1=R 2=R 3=1 Ω.当开关S 闭合后,电压表的读数为1 V ;当开关S 断开后,电压表的读数为0.8 V ,则电源的电动势等于( ) A .1 V B .1.2 V C .2 V D .4 V答案 C解析 当S 闭合时,I =U R 1=11 A =1 A ,故有E =I (1.5+r );当S 断开时,I ′=U ′R 1=0.8 A ,故有E =I ′(2+r ),解得E =2 V ,C 正确.图291512.如图2915所示的电路中,电源的电动势E 为3.2 V ,电阻R 的阻值为30 Ω,小灯泡L 的额定电压为3.0 V ,额定功率为4.5 W ,当开关S 接位置1时,电压表的读数为3.0 V ,那么当开关S 接位置2时,小灯泡L 能正常发光吗?实际功率是多少? 答案 不能正常工作 1.28 W解析 当开关S 接位置1时,回路中的电流为:I 1=U R =330A =0.1 A.电源的内阻为:r =E -U I 1=(3.2-3.0)0.1Ω=2 Ω. 小灯泡的电阻为:R L =U 2P =3.024.5Ω=2 Ω.当开关S 接位置2时,回路中的电流为:I 2=E r +R L = 3.2(2+2)A =0.8 A.此时小灯泡的实际功率为:P 实=I 22R L =0.82×2 W =1.28 W. 从小灯泡的实际功率来看,小灯泡此时很暗,不能正常工作.图291613.如图2916所示的电路中,当开关S 接a 点时,标有“5 V,2.5 W ”的小灯泡L 正常发光,当开关S 接b 点时,通过电阻R 的电流为1 A ,这时电阻R 两端的电压为4 V .求: (1)电阻R 的值; (2)电源的电动势和内阻. 答案 (1)4 Ω (2)6 V 2 Ω解析 (1)电阻R 的值为R =U 2I 2=41Ω=4 Ω.(2)当开关接a 时,有E =U 1+I 1r ,又U 1=5 V ,I 1=P 1U 1=2.55A =0.5 A.当开关接b 时,有E =U 2+I 2r ,又U 2=4 V ,I 2=1 A , 联立解得E =6 V ,r =2 Ω.图291714.如图2917所示电路中,电源电动势E =12 V ,内阻r =2 Ω,R 1=4 Ω,R 2=6 Ω,R 3=3 Ω.(1)若在C 、D 间连一个理想电压表,其读数是多少? (2)若在C 、D 间连一个理想电流表,其读数是多少? 答案 (1)6 V (2)1 A解析 (1)若在C 、D 间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律,有I 1=ER 1+R 2+r=124+6+2A =1 A.理想电压表读数为U V =I 1R 2=6 V.(2)若在C 、D 间连一个理想电流表,这时电阻R 2与R 3并联,并联电阻大小R 23=R 2R 3R 2+R 3=6×36+3Ω=2 Ω根据闭合电路欧姆定律,有I 2=E R 1+R 23+r =124+2+2A =1.5 A.理想电流表读数为I ′=R 2R 2+R 3I 2=66+3×1.5 A =1 A.。
页眉内容《欧姆定律》试题大全一、选择题1.一段铜线的电阻为R,两端电压为U,通过电流强度为I,下列说法中错误的是[]A.R由铜线的长度和横截面积决定B.R的大小与U有关C.铜线的电阻对电流通过有阻碍作用D.R的大小与I无关2.两个电阻值完全相等的电阻,若并联后的总电阻是10Ω,则将它们串联的总电阻是[]A.5Ω B.10ΩC.20ΩD.40Ω3.一条导线的电阻是R,把它对折分成等长的两段后,再把这两段并联起来使用,这时电阻是[]A. R/4B.R/2C. R/2D.2R4.4个电阻,电阻值都是R,把它们并联起来,总电阻是[]A.4R B.R/4C.4/R D.2R5.两条长度相等、截面积不等的同种材料制成的电阻丝,串联在电路中,则粗电阻丝[]A.电流强度较大B.电流强度较小C.电压较大D.电压较小6.下面四对并联电阻,总电阻最小的是[]A.两个4Ω B.一个4Ω,一个6ΩC.一个1Ω,一个8Ω D.一个2Ω,一个7Ω7.今有三个电阻,它们的电阻值分别是aΩ、bΩ、cΩ,其中a>b>c,当把它们并联相接,总电阻为R,它们的大小关系,下列哪个判断是正确的[]A.c<R<b B.b<R<a C.R可能等于b D.R<c8.两个电阻值相等的电阻,每个电阻的电阻值为R。
现将其中一个电阻增大,另一个电阻减小,则并联后的总电阻将[]A.大于R B.小于R C.仍等于R D.无法判定9.有一条电阻线,在其两端加1V电压时,测得电阻值0.5Ω,如果在其两端加10V电压时,其电阻值应为[]A.0.5Ω B.5ΩC.0.05Ω D.20Ω10.电阻R1的阻值比电阻R2小,把它们并联后,总电阻[ ]A.既小于R1又小于R2B.既大于R1又大于R2C.小于R2而大于R1D.等于R1与R2之和12.修理电器需要一只150Ω的电阻,但只有电阻值分别为100Ω、200Ω、600Ω的电阻各一只,可代用的办法是A.把200Ω的电阻与600Ω的电阻串联起来B.把100Ω的电阻与200Ω的电阻串联起来C.把100Ω的电阻与200Ω的电阻并联起来D.把200Ω的电阻与600Ω的电阻并联起来13.导体两端的电压是4V,通过的电流强度是0.8A,如果使导体两端的电压增加到6V,那么导体的电阻和电流强度分别是[]A.5Ω,1.2A B.5Ω,2A C.7.5Ω,0.8A D.12.5Ω,0.8AA.当电压增大2倍时,电阻R增大2倍B.当电流强度增大2培时,电阻R减小2倍C.电阻是导体本身的性质,当电压为零时,电阻阻值不变D.当电压为零时,电阻R也为零18.如图46所示的电路,滑动变阻器的滑片P固定在它的中点时,连入电路的电阻值为R,当只闭合K1时,R 与R1上的电压之比是1:2;当只闭合K2时,R与R2上的电压之比是1:4,如果把滑片P移到a端,则[]A.K1、K2闭合时,通过R1与R2的电流之比是1:2B.K1、K2闭合时,通过R1与R2的电流之比是2:1C.只闭合K1时,滑动变阻器ab两端的电压与电阻R1两端的电压之比是1:1D .只闭合K2时,滑动变阻器ab 两端的电压与电阻R 2两端的电压之比是1:119.图47所示的电路接通时,滑动变阻器的滑动触头由a 滑到b 的过程中[ ]A .A 表和V 表的示数都变小B .A 表和V 表的示数都变大C .A 表的示数变大,V 表的示数变小D .A 表的示数变小,V 表的示数变大20.如图48所示电路,滑动变阻器R 1的电阻是500Ω,R 2的电阻是300Ω,变阻器滑片P 与V 表一端相连,当滑动片P 由a 向b 滑动时,V 表的读数变化范围是[ ]A .0~6VB .3.75~6VC .2.25~6VD .0~3.75V23.将A 表先后串联在图51中的A 处、B 处、和C 处,当电键K 闭合时,A 表接在何处的读数最大?[ ]A .A 处B .B 处C .C 处D .三处都一样24.在图52各电路中,进行如下操作,把图A 中变阻器滑片向右滑动,把图B 、C 、D 中的电键闭合,这时哪个电路中的A 表的示数将比原来增大[ ]25.如图53所示,R 1=R 2时,电源电压不变,当电键由闭合变为断开时,A 表示数 [ ]A.不变B.变为原来2倍C.变为原来的1/2D.无法判断26.图54中的滑动变阻器R 1的阻值是200Ω,电阻R2是300Ω,电源电压是6V 且保持不变,当滑动变阻器的滑片P 由a 端滑到b 端,V 表示数的变化是[ ]A .6V~0VB .3.6V~6VC .6V~3.6VD .6V~2.4V27.图55所示电路,AB 两端电压保持不变,当滑动变阻器的滑动片P 滑动的过程中,下面关于A 表和V 表示数的变化以及发生变化原因的简要分析,正确的是[ ]A .不管P 向哪端滑动,R 2都是不变的,所以V 表示数不变,A 表示数将在P 向a 端滑动时变小,P 向b 端滑动时变大B .不管P 向哪端滑动,R1都是不变的,所以V 表示数不变,A 表示数将在P 向b 端滑动时变小,P 向a 端滑动时变大C .P 向a 端滑动时,R 1不变,R 1两端电压不变,V 表示数变小,R 3也变小,所以A 表示数不变D .P 向a 滑动时,R 2和R 3并联总电阻变小,干路电流变大,R 1两端电压变大,所以V 表示数变小,那么,通过R 2的电流变小,A 表示数变大E .P 向b 端滑动时,R 3变大,R 2和R 3并联总电阻变大,所以V 表示数变大,干路中电流变小,通过R 2的电流变大,A 表示数变小28.图56所示的电路中,电压U 保持恒定,当K 断开时,A 表的读数是[ ]A .A1变大、A 2不变B .A 1变小、A 2不变C .A 1不变、A 2变小D .A 1不变、A 2变大29.如图57所示,AB 两点间电压保持不变,当滑动变阻器的滑片向右移动时[ ]A .A 表示数变小,V 表示数变大B .A 表示数变小,V 表示数变小C.A表示数变大,V表示数变小D.A表示数变大,V表示数变大30.图58所示电路中,电源电压保持不变,R1=3R2,K1断开时,发培表示数为I1;闭合时,A表示数为I2。
物理闭合电路的欧姆定律练习题20篇一、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.如图所示的电路中,两平行金属板A 、B 水平放置,两板间的距离d =40 cm 。
电源电动势E =24 V ,内电阻r =1 Ω,电阻R =15 Ω。
闭合开关S ,待电路稳定后,将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入两板间,小球恰能到达A 板。
若小球带电荷量为q =1×10-2 C ,质量为m =2×10-2 kg ,不考虑空气阻力,取g =10 m/s 2。
求: (1)A 、B 两板间的电压U ; (2)滑动变阻器接入电路的阻值R P ; (3)电源的输出功率P 。
【答案】(1)8V ;(2)8Ω;(3)23W 【解析】 【详解】(1)对小球从B 到A 的过程,由动能定理:2102qU mgd mv --=- 解得:U =8V(2)由欧姆定律有: E UI R r-=+ PU I R 电流为:=解得:8P R =Ω(3)根据电功率公式有:()2pP I R R =+解得:P 23W =3.如图所示,E =l0V ,r =1Ω,R 1=R 3=5Ω,R 2=4Ω,C =100μF ,当断开时,电容器中带电粒子恰好处于静止状态;求:(1) S 闭合后,带电粒子加速度的大小和方向; (2) S 闭合后流过R 3的总电荷量. 【答案】(1) g ,方向竖直向上 (2)4×10-4C 【解析】 【详解】(1)开始带电粒子恰好处于静止状态,必有qE =mg 且qE 竖直向上. S 闭合后,qE =mg 的平衡关系被打破.S 断开时,带电粒子恰好处于静止状态,设电容器两极板间距离为d ,有2214V C R U E R R r==++,CqU mg d= S 闭合后,228V C R U E R r'==+ 设带电粒子加速度为a ,则'C qU mg ma d-=,解得a=g,方向竖直向上.(2)S闭合后,流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量,所以ΔQ=C(U C′-U C)=4×10-4C4.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.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。
高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.如图所示的闭合电路中,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,灯泡A标有“6V,3W”,灯泡B标有“4V,4W”.当开关S闭合时A、B两灯均正常发光.求:R1与R2的阻值分别为多少?【答案】R1与R2的阻值分别为3Ω和2Ω【解析】试题分析:流过及B灯的电流,所以流过A灯的电流,由闭合电路欧姆定律:解得:.考点:闭合电路的欧姆定律【名师点睛】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.2.两根材料相同的均匀直导线a和b串联在电路上,a长为,b长为。
(1)若沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示,求:①a、b两导线内电场强度大小之比;②a、b两导线横截面积之比。
(2)以下对直导线内部做进一步分析:设导线单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e,自由电子定向移动的平均速率为v。
现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度,其大小用j表示。
①请建立微观模型,利用电流的定义推导:;②从宏观角度看,导体两端有电压,导体中就形成电流;从微观角度看,若导体内没有电场,自由电子就不会定向移动。
设导体的电阻率为ρ,导体内场强为E,试猜想j与E的关系并推导出j、ρ、E三者间满足的关系式。
(解题过程中需要用到的物理量要在解题时作必要的说明)【答案】(1)①②(2)①见解析②见解析【解析】(1)①根据,由图像知:,代入可得,同理根据,由已知代入可得:②因为两导线串联,所以电流,由欧姆定律,电阻定律将,长度分别为和代入可得:(2)①在直导线内任选一个横截面S,在时间内以S为底,为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过,由电流及电流密度的定义知:,其中代入可得:②(猜想:j与E成正比)设横截面积为S,长为l的导线两端电压为U,则电流密度的定义为,将代入,得导线的电阻联立可得j、ρ、E三者间满足的关系式为:3.在如图所示的电路中,电源的电动势E=6.0V,内电阻r=1.0Ω,外电路的电阻R=11.0Ω.闭合开关S.求:(1)通过电阻R的电流Ⅰ;(2)在内电阻r上损耗的电功率P;(3)电源的总功率P总.【答案】(1)通过电阻R的电流为0.5A;(2)在内电阻r 上损耗的电功率P 为0.25W ;(3)电源的总功率P 总为3W . 【解析】试题分析:(1)根据闭合电路欧姆定律,通过电阻R 的电流为:,(2)r 上损耗的电功率为:P=I 2r=0.5×0.5×1=0.25W ,(3)电源的总功率为:P 总=IE =6×0.5=3 W . 考点:闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.4. 4~1.0T 范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化) (4)磁场反向,磁敏电阻的阻值不变. 【解析】(1)当B =0.6T 时,磁敏电阻阻值约为6×150Ω=900Ω,当B =1.0T 时,磁敏电阻阻值约为11×150Ω=1650Ω.由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多,故滑动变阻器选择分压式接法;由于xVA xR R R R >,所以电流表应内接.电路图如图所示.(2)方法一:根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为:130.4515000.3010R -=Ω=Ω⨯,230.911516.70.6010R -=Ω=Ω⨯,331.5015001.0010R -=Ω=Ω⨯, 431.791491.71.2010R -=Ω=Ω⨯,532.7115051.8010R -=Ω=Ω⨯, 故电阻的测量值为1234515035R R R R R R ++++=Ω=Ω(1500-1503Ω都算正确.)由于0150010150R R ==,从图1中可以读出B =0.9T 方法二:作出表中的数据作出U -I 图象,图象的斜率即为电阻(略).(3)在0~0.2T 范围,图线为曲线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或非均匀变化);在0.4~1.0T 范围内,图线为直线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化);(4)从图3中可以看出,当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时,磁敏电阻的阻值相等,故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关.本题以最新的科技成果为背景,考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力.从新材料、新情景中舍弃无关因素,会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题,及如何根据测得的U、I值求电阻.第(3)、(4)问则考查考生思维的灵敏度和创新能力.总之本题是一道以能力立意为主,充分体现新课程标准的三维目标,考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题.5.图示为汽车蓄电池与车灯、小型启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05Ω,电表可视为理想电表。
高中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,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.2.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 =====⨯;3.利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势6E V =,电源内阻1r =Ω,电阻3R =Ω,重物质量0.10m kg =,当将重物固定时,理想电压表的示数为5V ,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5V ,(不计摩擦,g 取210/).m s 求:()1串联入电路的电动机内阻为多大?()2重物匀速上升时的速度大小.()3匀速提升重物3m 需要消耗电源多少能量?【答案】(1)2Ω;(2)1.5/m s (3)6J 【解析】 【分析】根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压.电动机消耗的电功率等于输出的机械功率和发热功率之和,根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度大小,根据W EIt =求解匀速提升重物3m 需要消耗电源的能量. 【详解】()1由题,电源电动势6E V =,电源内阻1r =Ω,当将重物固定时,电压表的示数为5V ,则根据闭合电路欧姆定律得 电路中电流为6511E U I A r --===电动机的电阻51321M U IR R I --⨯==Ω=Ω ()2当重物匀速上升时,电压表的示数为 5.5U V =,电路中电流为''0.5E U I A r-==电动机两端的电压为()()'60.5314M U E I R r V V =-+=-⨯+= 故电动机的输入功率'40.52M P U I W ==⨯= 根据能量转化和守恒定律得2''M U I mgv I R =+代入解得, 1.5/v m s =()3匀速提升重物3m 所需要的时间321.5h t s v===, 则消耗的电能'60.526W EI t J ==⨯⨯=【点睛】本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用.对于电动机电路,不转动时,是纯电阻电路,欧姆定律成立;当电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路,欧姆定律不成立.4.某实验小组设计了如图所示的欧姆表电路,通过调控电键S 和调节电阻箱2R ,可使欧姆表具有“1⨯”和“10⨯”两种倍率。
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)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(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=47V3.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 ==++4.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。
高中物理部分电路欧姆定律专项训练100(附答案)含解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.如图中所示B 为电源,电动势E=27V ,内阻不计。
固定电阻R 1=500Ω,R 2为光敏电阻。
C 为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板长l 1=8.0×10-2m ,两极板的间距d =1.0×10-2m 。
S 为屏,与极板垂直,到极板的距离l 2=0.16m 。
P 为一圆盘,由形状相同、透光率不同的三个扇形a 、b 和c 构成,它可绕AA /轴转动。
当细光束通过扇形a 、b 、c 照射光敏电阻R 2时,R 2的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω。
有一细电子束沿图中虚线以速度v 0=8.0×106m/s 连续不断地射入C 。
已知电子电量e =1.6×10-19C ,电子质量m =9×10-31kg 。
忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。
假设照在R 2上的光强发生变化时R 2阻值立即有相应的改变。
(1)设圆盘不转动,细光束通过b 照射到R 2上,求平行板电容器两端电压U 1(计算结果保留二位有效数字)。
(2)设圆盘不转动,细光束通过b 照射到R 2上,求电子到达屏S 上时,它离O 点的距离y 。
(计算结果保留二位有效数字)。
(3)转盘按图中箭头方向匀速转动,每3秒转一圈。
取光束照在a 、b 分界处时t =0,试在图中给出的坐标纸上,画出电子到达屏S 上时,它离O 点的距离y 随时间t 的变化图线(0~6s 间)。
要求在y 轴上标出图线最高点与最低点的值。
(不要求写出计算过程,只按画出的图线就给分)【答案】(1) 5.4V (2) 22410m .-⨯ (3)【解析】 【分析】由题意可知综合考查闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律和类平抛运动,根据欧姆定律、类平抛运动及运动学公式计算可得。
【详解】解:(1) 设电容器C 两极板间的电压为U 1,U 1=112R R R +E =27500V=5.4V 500+2000⨯ (2) 设电场强度大小为E ′E ′=1U d, 电子在极板间穿行时加速度大小为a ,穿过C 的时间为t ,偏转的距离为y o . 根据牛顿第二定律得:a==eE eU m md'电子做类平抛运动,则有:l 1=v 0t , y o =12at 2, 联立得:y o =202eE mv (112R R R +) 21l d, 当光束穿过b 时,R 2=2000Ω,代入数据解得:y o =4.8×10-3m由此可见,y 1<12d , 电子通过电容器C ,做匀速直线运动,打在荧光屏上O 上方y 处.根据三角形相似关系可得1o12y 22l l yl =+ 代入数值可得:y =22410m .-⨯(3) 当光束穿过a 时,R 2=1000Ω,代入数据解得y =8×10-3m由此可见,y >d ,电子不能通过电容器C 。
高中物理闭合电路的欧姆定律专项训练100(附答案)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.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。
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。
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。
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 。
(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 =W5.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。
求接通电键S 后流过R 4的总电荷量(保留两位有效数字)。
【答案】2.0×10-3C【解析】 【详解】接通电键S 前,R 2与R 3串联后与R 1并联,所以闭合电路的总电阻:123123()R R R R r R R R +=+++由闭合电路欧姆定律得,通过电源的电流:E I R=电源的两端电压:U E Ir =-则R 3两端的电压:3323R U U R R =+ 接通电键S 后通过R 4的总电荷量就是电容器的电荷量。
根据Q CU =可得:3Q CU =代入数据解得:-32.010C Q =⨯6.一电瓶车的电源电动势E =48V ,内阻不计,其电动机线圈电阻R =3Ω,当它以v =4m/s 的速度在水平地面上匀速行驶时,受到的阻力f =48N 。
除电动机线圈生热外,不计其他能量损失,求:(1)该电动机的输出功率; (2)电动机消耗的总功率。
【答案】(1)192W ,(2)384W 。
【解析】【详解】(1)电瓶车匀速运动,牵引力为:F f==48N电动机的输出功率为:==⨯=484W192WP Fv;出(2)由能量守恒定律得:2=+EI P I R出I=代入数据解得:8A所以电动机消耗的总功率为:==⨯=488W384WP EI。
总7.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。
在金属板间的匀强电场中,有一质量为m=7×10-8kg,带电量C的油滴,当把可变电阻器R3的阻值调到35Ω接入电路时,带电油滴恰好静止悬浮在电场中,此时安培表示数I=1.5A,安培表为理想电表,取g=10m/s2,试求:(1)两金属板间的电场强度;(2)电源的内阻和电阻R1的阻值;(3)B点的电势.【答案】(1)1400N/C(2)(3)27V【解析】【详解】(1)由油滴受力平衡有,mg=qE,得到代入计算得出:E=1400N/C(2)电容器的电压U3=Ed=21V流过的电流B点与零电势点间的电势差根据闭合电路欧姆定律得,电源的内阻(3)由于U 1=φB -0,B 点的电势大于零,则电路中B 点的电势φB =27V.8.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。
请推导当满足什么条件时,电源输出功率最大,并写出最大值的表达式。
【答案】24E r【解析】 【分析】 【详解】由闭合电路欧姆定律EI R r=+ 电源的输出功率2P I R =得22()E R P R r =+有22()4E RP R r Rr=-+当R=r 时,P 有最大值,最大值为24m E P r=.9.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)R1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)R2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R2被烧断了.(2)R2被烧断后,电压表的示数等于电阻R1两端的电压,则1113.240.8URI'==Ω=Ω'.。
(3)第一种情况下,有:电阻R3两端的电压为:U3=I1R1-U1=0.75×4-2=1V,通过电阻R3的电流为33310.25A4UIR===,根据闭合电路欧姆定律得:E=I1R1+(I1+I3)(R4+r)第二情况下,有E=U1′+I1′(R4+r)代入可得:E=3+(R4+r)E=3.2+0.8(R4+r)解得:E=4V,R4+r=1Ω,由于R4未知,故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r。
【名师点睛】本题闭合电路的欧姆定律的应用以及电路的分析和计算问题,注意解题时要注意有两种情况,根据闭合电路欧姆定律列出两个方程,求解电动势或内阻,是常用的方法;此题同时给了我们一个测量电动势的方法.10.如图所示,电阻R1=2Ω,小灯泡L上标有“3V 1.5 W”,电源内阻r=1Ω,滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知),当触头P滑动到最上端a时安培表的读数为l A,小灯泡L 恰好正常发光,求:(1)滑动变阻器的最大阻值R0;(2)当触头P滑动到最下端b时,求电源的总功率及输出功率.【答案】(1)6Ω(2)12 W ;8 W【解析】【分析】【详解】(1)当触头P 滑动到最上端a 时,流过小灯泡L 的电流为:0.5LL LP I A U == 流过滑动变阻器的电者呐:00.5A L I I I A =-= 故:006LU R I ==Ω (2)电源电动势为:1()6L A E U I R r V =++=当触头P ,滑动到最下端b 时,滑动交阻器和小灯泡均被短路.电路中总电流为:12EI A R r==+ 故电源的总功率为:12P EI W ==总输出功率为:28P EI I r W =-=出11.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pEI R R r=++,P U IR =,得:8ΩP R =。
12.如图所示的电路中,电源电动势E =10V ,电阻R 1=2.5Ω,R 2=3Ω,当电阻箱R x 调到3Ω时,理想电流表的示数为2 A .求:(1)电源的内电阻?(2)调节电阻箱,使电流表的示数为1.6A 时,电阻R 2消耗的电功率? 【答案】(1)r = 1Ω (2)P 2=6.45W 【解析】【分析】可先求出总电阻,应用闭合电路欧姆定律,求出总电流后,即为电流表的读数,当电流表示数为1.6A 时由闭合电路欧姆定律可求出路端电压,再减去R 1两端的电压即为R 2的电压,应用功率公式计算即可。