闭合电路欧姆定律检测2 (2)

课程基本信息2020-2021课例编号2020QJ11WLRJ026 学科物理年级高二学期上学期课题闭合电路的欧姆定律（第二课时）教科书书名：普通中学教科书《物理》必修第三册出版社：人民教育出版社出版日期： 2019 年 6月学生信息姓名学校班级学号课后练习1. 小张买了一只袖珍手电筒，里面有两节干电池。

他取出手电筒中的小灯泡，看到上面标有“2.2 V、0.25 A”的字样。

小张认为，产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。

由此，他推算出了每节干电池的内阻。

如果小张的判断是正确的，那么内阻是多少？提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和，内阻等于各个电池的内阻之和。

2. 许多人造地球卫星都用太阳电池供电（如图所示）。

太阳电池由许多片电池板组成。

某电池板不接负载时的电压是600 μV，短路电流是30 μA。

这块电池板的内阻是多少？3. 如图所示，电源电动势为12 V，内阻为1 Ω，电阻R1为1 Ω，R2为6 Ω。

开关闭合后，电动机恰好正常工作。

已知电动机额定电压U为6 V，线圈电阻R M为0.5 Ω，问：电动机正常工作时产生的机械功率是多大？课后练习解析和答案1.答案：1.6Ω解析：这两节干电池串联的电动势等于各个电池的电动势之和，为 3.0V ，内阻等于各个电池的内阻之和，设为2r 。

根据题意得内电压U 内＝E －U 外＝3.0 V －2.2 V ＝0.8 V且U 内＝I 2r ，所以Ω=Ω⨯== 1.60.2520.82I U r 内2.答案：20Ω解析：不接负载时的电压就等于电源电动势的大小，因此E =600 μV ,短路时R =0,根据闭合电路的欧姆定律I =,则r =3.答案： 10W解析：设电路中总电流为I ，电动机正常工作的电流I M 。

为根据闭合电路的欧姆定律有：E =I (R 1+r )+UI =I M +电动机的机械功率P 机=UI M -代入数据解得：P 机=10W。

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)(2)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，质量m=1 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1 m 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=8 V ，内阻r=1 Ω。

电动机M 的额定功率为8 W ，额定电压为4 V ，线圈内阻R 为0.2Ω，此时电动机正常工作（已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g 取10 m/s 2）。

试求:(1)通过电动机的电流I M 以及电动机的输出的功率P 出； (2)通过电源的电流I 总以及导体棒的电流I ； (3)磁感应强度B 的大小。

【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M P U I =⋅所以M 2A PI U== 故电动机的输出功率为2M 7.2W P P I R =-=出(2)对闭合电路有U E I r =-总所以4A E UI r-==总； 故流过导体棒的电流为M 2A I I I =-=总(3)因导体棒受力平衡，则sin376N F mg ︒==安由F BIL =安可得磁感应强度为3T F B IL==安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．在如图所示的电路中，两平行正对金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d =4.0cm ．电源电动势E =400V ，内电阻r =20Ω，电阻R 1=1980Ω．闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B 板上的小孔以初速度v 0=1.0m/s 竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A 板．若小球所带电荷量q =1.0×10-7C ，质量m =2.0×10-4kg ，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g =10m/s 2．求：（1）A 、B 两金属板间的电压的大小U ； （2）滑动变阻器消耗的电功率P ； （3）电源的效率η．【答案】（1）U =200V （2）20W （3）0099.5 【解析】 【详解】（1）小球从B 板上的小孔射入恰好到达A板的过程中，在电场力和重力作用下做匀减速直线运动，设A 、B 两极板间电压为U ，根据动能定理有：20102qU mgd mv --=-，解得：U = 200 V ．（2）设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R ，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流1EI R R r=++，而 U = IR ，解得：R = 2×103 Ω滑动变阻器消耗的电功率220U P W R==．（3）电源的效率2121()099.50()P I R R P I R R r η+===++出总． 【点睛】本题电场与电路的综合应用，小球在电场中做匀减速运动，由动能定理求电压．根据电路的结构，由欧姆定律求变阻器接入电路的电阻．5．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．6．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111 3.240.8U R I '==Ω=Ω'.。

预习16 闭合电路中的欧姆定律一、电动势1．非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加． 2．电源(1)定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置．(2)能量转化：在电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转化为电势能，在电源外部，静电力做正功，电势能转化为其他形式的能． 3．电动势(1)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W 与被移送电荷量q 的比值． (2)定义式：E ＝Wq.单位：伏特(V)．(3)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量．(4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关． 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路中的能量转化(1)时间t 内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W ＝Eq ＝EIt . (2)时间t 内外电路产生的内能为Q 外＝I 2Rt .内电路产生的内能为Q 内＝I 2rt . (3)根据能量守恒定律，在纯电阻电路中应有W ＝Q 外＋Q 内，即EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt . 2．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比． (2)表达式：I ＝ER ＋r.(3)另一种表达形式：E ＝U 外＋U 内．即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和． 三、路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式： U ＝E －Ir .2．路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R 增大时，由I ＝ER ＋r 可知电流I 减小，路端电压U ＝E －Ir 增大．(2)当外电阻R 减小时，由I ＝ER ＋r可知电流I 增大，路端电压U ＝E －Ir 减小．(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I 变为0，U ＝E .即断路时的路端电压等于电源电动势．当电源短路时，外电阻R ＝0，此时I ＝Er.例题1：如图所示的电路中，电阻箱的最大阻值大于电源的内阻。

高考物理闭合电路的欧姆定律的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)含解析(2)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，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 -==⨯'3．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 。

一、选择题1．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，下列选项中正确的是（）A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多B．小明家上月消耗的电能为911kW·hC．小明家干路中电流不得超过10AD．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W2．关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（）A．能在高压线附近放风筝B．家用电能表上的示数显示了家庭用电的总功率C．使用有金属外壳的家用电器，其外壳必须接地D．因漏电而发生触电事故时，保险丝会自动切断电路3．将下列四只规格不同的灯泡分别接在电压为6 V的电路中时，实际功率最大的是（忽略温度对灯丝电阻的影响）（）A．“18 V18 W”B．“12 V24 W”C．“9 V36 W”D．“6 V12 W”4．如图是某型号手机电池的铭牌，该手机正常通话时平均电流为100mA，待机时平均电流为10mA。

下列说法错误的是（）A．该手机电池的容量也可以标记为1700mAhB．该手机电池理论上只能维持连续正常通话15hC．该手机电池理论上可让手机待机一周D．电池的电极设计为向里凹陷，可以防止电池与硬币等金属物体接触引起短路5．电源电压3V保持不变，把标有“3V 3W”的灯L1和标有“3V 1.5W”的灯L2按下图的方式连接(设灯丝电阻不变)，开关S闭合后，两灯均能发光，下列说法中正确的是A．灯L1消耗的实际功率是3WB．灯L1比灯L2更亮C．两灯消耗的总功率是1WD．电压表的示数与电源电压之比是1∶26．电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器规格“20Ω 2A”，灯泡L标有“3V 1.5W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断不正确的是A．滑动变阻器入电路的阻值变化的范围是3Ω～12ΩB．电路中电流变化的范围是0.25A～0.5AC．灯泡的功率允许的变化范围是0.375W～1.5WD．电路消耗总功率允许的变化范围为1.35W～2.25W7．如图是电阻甲和乙的I-U图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是（）A．乙是定值电阻，阻值为5ΩB．当甲两端电压为0时，甲的电阻也为0C．将甲和乙串联，当电流为0.4A，则它们两端的电压之比为2:1D．若甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.4A8．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。