高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析
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高考物理部分电路欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析
一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律
1．有一灯泡标有“6V3W”的字样，源电压为9V，内阻不计.现用一个28 的滑动变阻器来控制电路，试分别就连成如图所示的限流电路和分压电路，求:
（1）它们的电流、电压的调节范围；
（2）两种电路要求滑动变阻器的最大允许电流；
（3）当灯泡正常发光时，两种电路的效率.
【答案】（1）0.225~0.75Aa：，2.7~9V 00.75Ab:：，0~9V （2）0.5Aa：
0.75Ab： （3）66.6%a： 44.4%b：
【解析】
【详解】
灯泡的电阻212LURP
（1）a.当滑动端在最左端时电阻最大，则最小电流：
min9A0.225A1228I
当滑动端在最右端时电阻最小为0，则最大电流：
max9A0.75A12I
则电流的调节范围是：0.225A~0.75A
灯泡两端电压的范围：0.22512V0.7512V: ，即2.7~9V；
b.当滑动端在最左端时，灯泡两端电压为零，电流为零；当滑到最右端时，两端电压为9V，灯泡电流为9A0.75A12
则电流的调节范围是：0~0.75A
灯泡两端电压的范围： 0~9V；
（2）a.电路中滑动变阻器允许的最大电流等于灯泡的额定电流，即为0.5A；
b.电路中滑动变阻器允许的最大电流为0.75A；
（3）a.当灯泡正常发光时电路的电流为0.5A，则电路的效率：
000013=10066.60.59PIE
b.可以计算当灯泡正常发光时与灯泡并联部分的电阻为x满足：
6960.528xx 解得
x=24Ω
此时电路总电流
60.50.75A24I
电路的效率
000023=10044.40.759PIE
2． 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xVAxRRRR，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，230.911516.70.6010R，331.5015001.0010R，
431.791491.71.2010R，532.7115051.8010R，
故电阻的测量值为1234515035RRRRRR（1500－1503Ω都算正确．）
由于0150010150RR，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．
3．有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用．图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2 ．图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是900 ．某次测试时，外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动，电刷M端和N端接电流传感器，电流传感器记录的图象如图3所示(I为已知量)，取边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻．不计线圈转动轴处的摩擦
（1）求线圈在图2所示位置时，产生电动势E的大小，并指明电刷和哪个接电源正极；
（2）求闭合电路的总电阻和外力做功的平均功率；
【答案】（1）nBL1L2ω，电刷M接电源正极；（2）12nBLLRI＝， 1212PnBLLI＝
【解析】
（1）有两个边一直在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，故根据切割公式，有
E=2nBL1v
其中v＝12ωL2
解得E=nBL1L2ω
根据右手定则，M端是电源正极
（2）根据欧姆定律，电流：EIR＝ 解得12nBLLRI＝
线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率P＝12I2R
解得1212PnBLLI＝
4．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。只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为12V，再接通S2，启动电动机时，电流表示数变为8A，求：
（1）汽车蓄电池的电动势；
（2）接通S2时，通过启动电动机的电流。
【答案】（1）12.5V（2）50A
【解析】试题分析：（1）只接通S1时，汽车车灯电阻：R=U1/I1=1.2Ω，电源电动势：E=U1+Ir=12.5V
（2）再接通S2，车灯两端的电压：U2=I2R=9.6V，电源内电压U内=E-U2=2.9V，干路电流I=U内/r=58A，
过启动电动机的电流为I启=58A-8A=50A。
考点：全电路的欧姆定律
【名师点睛】此题考查案了全电路的欧姆定律的应用；关键是搞清电路的结构，根据全电路的欧姆定律列出两种情况下的方程即可求解未知量.
5．AB两地间铺有通讯电缆，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成，通常称为双线电缆。电缆长为L，每一条电缆的电阻为R.某次事故中不小心损坏了电缆，电缆的损坏有两种可能情况：绝缘层轻微受损，导致两导线间漏电，简称漏电故障（相当于在该处的两导线间接有一个电阻）；绝缘层严重破坏，导致两导线直接短路，称之为短路故障。设导线间只有一处绝缘层破损。为判断破损处是哪种情况，在AB两端均处开路的前提下做了以下工作：
（1）在A地两端间接一恒压电源U，在B地两端间接理想电压表，测出电压表示数为UB ，在B地两端间接同一电源，在A地两端间接理想电压表，测出电压表示数为UA .若UA
= UB =0，是什么故障类型？若UA ≠0，UB ≠0，是什么故障类型？
（2）在A地两端间接欧姆表测出电阻为RA，在B地两端间接欧姆表测出电阻为RB。
若RA+RB ="2R" ，请判断故障类型，并求出故障处与A、B端的距离之比。
若RA+RB >2R ，请判断故障类型，并求出故障处与A、B端的距离之比。 【答案】（1）若有UB =0，则必有UA=0，表示是短路故障；若有UB≠ 0，则必有UA≠ 0，表示是漏电故障
（2）RA：RB；
【解析】试题分析：（1）若有UB =0，则必有UA=0，表示是短路故障；若有UB≠ 0，则必有UA≠ 0，表示是漏电故障
（2）若RA+RB ="2R" ，短路故障，故障处两端导线长度之比等于RA与RB之比
若RA+RB >2R ，漏电故障，故障处两端导线长度之比
考点：电路故障；电阻定律.
6．如图所示，在该电路施加U=5V的电压，R1＝4Ω，R2＝6 Ω，滑动变阻器最大值R3＝10
Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？
【答案】1A
【解析】
【详解】
解：设触头上部分电阻为R，则下部分为3RR
总电阻：2123123()()()(146(6)10020)20RRRRRRRRRRRR总
当6R时，R总最大，此时5maxR
电流表示数的最小值为：1minmaxUIAR
7．如图所示的电路中， 18R， 24R， 36R， 43R．
(1)求电路中的总电阻；
(2)当加在电路两端的电压42UV时，通过每个电阻的电流是多少？
【答案】（1）电路中的总电阻为14Ω
（2）当加在电路两端的电压U=42V时，通过四个电阻的电流分别为：3A；3A；1A；2A． 【解析】
【分析】
分析电路图，电阻R3、R4并联，再和R1和R2串联，根据欧姆定律和串并联电路的特点求解．
【详解】
(1)电路中的总电阻为
341234638463RRRRRRRΩ=14Ω
(2)根据欧姆定律得：
I=423A14UR
R1和R2串联且在干路上，所以
I1=I2=3A
对于R3、R4则有：
I3+I4=3A
344312IRIR
所以
I3=1A，I4=2A
答：(1)电路中的总电阻为14Ω
(2)当加在电路两端的电压U=42V时，通过四个电阻的电流分别为：3A；3A；1A；2A．
8．如图所示，电源内阻0.4Ωr，12344ΩRRRR，当电键K闭合时，电流表与电压表读数分别为2A，2V，试求：
(1)电源电动势E；
(2)电键K断开时，电压表读数为多少？
【答案】（1）7V（2）3.96V
【解析】
【详解】
(1)等效电路图
