闭合电路欧姆定律经典习题含答案详解
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高考物理闭合电路的欧姆定律专项训练及答案含解析一、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.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。
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 = IRB. U = E—UC. U= E+ IrD. U= E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295A. 电源电动势为2V3.如图295所示为某一电源的UI 图象,由图可知( )B. 电源内阻为QC. 电源短路时电流为6 AD. 电路路端电压为1V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= 2V.r = || =Q = 0.2 Q,当U= 1V时,I = = A= 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= 30V,内阻r = 1Q,灯泡上标有“ 6V, 12W”字样,直流电动机线圈电阻2Q,若灯泡恰好能正常发光,求电动机输出的机械功率.答案36W解析因灯泡正常发光,所以I = = A= 2 AU 内=Ir = 2 X 1V= 2V所以电动机两端电压为U M= E—U 内一U= 30V— 2 V— 6V= 22V电动机输出的机械功率为P 机=U M — |2R= 22 X 2W—22X 2W 36W.(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•—太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV短路电流为40mA若将该电池板与一阻值为20Q的电阻连成一闭合电路,贝U它的路端电压是()A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V答案D解析由已知条件得:E= 800mV.又因I短=,所以r = = Q= 20Q.所以U= IR = R=x 20mV= 400mV=0.40V,选项D正确.图2974.如图297所示电路,R由2Q变为6Q时,电路中的电流变为原来的一半,则电源的内阻是()A. 1QB. 2QC. 3QD. 4Q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3V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8V,则外电阻R与电源内阻r之比为()A. 5 :3B. 3 :5C. 2 :3D. 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= 3V. S闭合时,5卜=1.8V,所以U 内=E—U 外=1.2V .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= 9.0V,内阻可忽略不计;AB为滑动变阻器,其电阻R= 30Q; L为一小灯泡,其额定电压U= 6.0V,额定功率P= 1.8W 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. 10QB. 20QC. 15QD. 5Q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==A= 0.3A,两端电压达到额定电压U额=6.0V,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==Q= 10Q,所以R C B= R—R AC=20Q.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的电流增大,贝U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I。
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 。
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.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--===5.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 。
可编辑修改精选全文完整版物理欧姆定律题20套(带答案)及解析一、欧姆定律选择题1.如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是()A. 灯L断路B. 灯L短路C. 变阻器R断路D. 变阻器R 短路【答案】B【解析】【解答】A. 灯L断路时,电压表串联在电路中,会有示数,而电压表的电阻很大,所以电流表无示数,A不符合题意;B. 灯L短路时,电压表同时被短路,不会有示数,此时电路是通路,所以电流表会有示数,B符合题意;C. 变阻器R断路时,整个电路是断路状态,两电表都不会有示数,C不符合题意;D. 变阻器R短路时,只有灯连接在电路中,电压表和电流表都应该有示数,D不符合题意;故答案为:B。
【分析】本题利用了串联电路的电流特点分析电路故障,小灯泡不发光说明灯泡短路或电路中电流过小或电路某处断路.2.如图所示,若电路中电源两端的电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中()A. 电压表V1的示数变大,电流表A的示数变大B. 电压表V2的示数变大,电流表A的示数变小C. 电压表V1的示数变大,电流表A的示数变小D. 电压表V2的示数变大,电流表A的示数变大【答案】 A【解析】【解答】解:由图知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量串联电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中,滑动变阻器的电阻变小,由串联分压的规律可知,变阻器分担的电压变小,即电压表V2示数变小;电源电压不变,所以定值电阻两端的电压就变大,即电压表V1示数变大;定值电阻的阻值不变,滑动变阻器的电阻变小,所以整个电路的总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流就变大,即电流表的示数就变大。
BCD不符合题意,A 符合题意。
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。
高考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,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2.如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L ,导轨的两端 分别与电源(串有一滑动变阻器 R )、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K 相连.整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B .一质量为m ,电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上.已知电源电动势为E ,内阻为r ,电容器的电容为C ,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻.(1)当K 接1时,金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大?(2)当 K 接 2 后,金属棒 ab 从静止开始下落,下落距离 s 时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落 s 的过程中所需的时间为多少?(3) ab 达到稳定速度后,将开关 K 突然接到3,试通过推导,说明 ab 作何种性质的运动?求 ab 再下落距离 s 时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器没有被击穿)【答案】(1)EBL r mg -(2)44220220B L s m gR mgR B L +(3)匀加速直线运动 2222mgsCB L m cB L + 【解析】【详解】(1)金属棒ab 在磁场中恰好保持静止,由BIL=mgE I R r=+ 得 EBL R r mg=- (2)由 220B L v mg R = 得 022mgR v B L= 由动量定理,得mgt BILt mv -= 其中0BLs q It R ==得44220220B L s m gR t mgR B L+= (3)K 接3后的充电电流q C U CBL v v I CBL CBLa t t t t ∆∆∆∆=====∆∆∆∆ mg-BIL=ma 得22mg a m CB L=+=常数 所以ab 棒的运动性质是“匀加速直线运动”,电流是恒定的.v 22-v 2=2as根据能量转化与守恒得 22211()22E mgs mv mv ∆=--解得:2222mgsCB L E m cB L∆=+ 【点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合,关键要会推导加速度的表达式,通过分析棒的受力情况,确定其运动情况.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==++, C qU 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R 3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1227 1.5A 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C U mg q d=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 qmg ma d'-= 解得210m/s a = 微粒做类平抛运动,得212y at =, 0l t v = 解得20.210m 2d y -=⨯<, 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.6.如图甲所示的电路中,R 1、R 2均为定值电阻,且R 1=100Ω,R 2阻值未知,R 3为滑动变阻器.当其滑片P 从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流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.计算: (1)定值电阻R 2的阻值;(2)滑动变阻器的最大阻值;(3)电源的电动势和内阻.【答案】(1)5Ω(2)300Ω (3)20V ;20Ω【解析】【详解】(1)当R 3的滑片滑到最右端时,R 3、R 1均被短路,此时外电路电阻等于R 2,且对应于图线上B 点,故由B 点的U 、I 值可求出R 2的阻值为:2450.8B B U R I ==Ω=Ω (2)滑动变阻器的滑片置于最左端时,R 3阻值最大.设此时外电路总电阻为R ,由图像中A 点坐标求出:16800.2A A U R I ==Ω=Ω 13213++R R R R R R = 代入数据解得滑动变阻器最大阻值3300R =Ω(3)由闭合电路欧姆定律得:+E U Ir =将图像中A 、B 两点的电压和电流代入得:16+0.2E r =4+0.8E r =解得20V E =20r =Ω7.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)。
1.有两个电阻R1和R2串联在电路中, 它们的阻值之比是5: 3, 则通过它们的电流之比是 , 它们两端的电压之比是。
若它们并联在电路中则通过它们的电流之比是 , 它们两端的电压之比是。
2.如图所示, 电阻R1与电阻R2串联后, 它们的总电阻是100Ω, 已知R2=60Ω, 电压表的示数为10V, 则通过R1的电流为______A,R2两端电压是V 。
3.一段导体两端电压为12V, 导体中的电流是2A, 则此导体本身的电阻为Ω;如果电压降为6V, 导体中的电流是 A;电压降为0, 导体的电阻等于。
4.如图所示的电路, 电源电压保持不变, R1是定值电阻, R2是滑动变阻器。
当开关S 闭合, 滑片由b端向a端移动的过程中, 电流表示数 , (变大、变小、不变)电压表示数与电流表示数的比值。
(变大、变小、不变)5.两只定值电阻,甲标有“10. 1A”,乙标有“15. 0.6A”,把它们串联在同一电路中,电路中允许通过的最大电流.. A,两端允许加的最大电压...V. 6.一个电铃正常工作时的电流为0.5A, 电阻为 9Ω, 现把它接入电压为10V的电路中, 为使电铃能正常工作, 应____联一个阻值为______欧的电阻。
7.将电阻Rl与R2并联后接在电源两端时, 通过它们的电流之比为3∶2, 则它们的电阻之比为________。
若把它们串联起来接在电源两端, 那么通过它们的电流之比为________,电压之比为_________。
8. 如图所示, 电源电压不变, 当滑动变阻器滑片P向右移动时, 电压表V的示数变(“大”或“小”或“不变”) , 电流表A1的示数变(“大”、“不变”或“小”) , A2的示数变(“大”或“小”)。
9.有两个定值电阻, 甲标有“10Ω 1A”, 乙标有“12Ω0.5A”, 为使电阻不被烧坏, 若把它们串联起来, 串联电路两端允许加的最大电压为V。
;若把它们并联起来, 干路中的最大电流为A。
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.。
闭合电路的欧姆定律1.小量程电流表G(表头)的改装原理由U =I (R +R )由I R =(I -I )R[思维诊断](1)串联电阻的总阻值大于电路中任意一个电阻。
( ) (2)并联电阻的总阻值大于电路中任意一个电阻。
( ) (3)电流表改装时,并联的电阻越小,改装后的量程越大。
( )1. 一个T 形电路如图所示,电路中的电阻R 1=10 Ω,R 2=120 Ω,R 3=40 Ω。
另有一测试电源,电动势为100 V ,内阻忽略不计。
则( )A .当c 、d 端短路时,a 、b 之间的等效电阻是40 ΩB .当a 、b 端短路时,c 、d 之间的等效电阻是40 ΩC .当a 、b 两端接通测试电源时,c 、d 两端的电压为80 VD .当c 、d 两端接通测试电源时,a 、b 两端的电压为80 V2.有一灵敏电流计,其表头内阻R g =1 000 Ω,满偏电流I g =100 μA ,以下说法正确的是( ) A .把它改成量程为1.5 V 的电压表,应串联一个15 kΩ的电阻 B .把它改成量程为1.0 A 的电流表,应并联一个1 Ω的电阻C .把它改成量程为1.0 A 的电流表,测量某电流时读数为0.5 A ,此时流过表头的电流为50 μAD .把它改成量程为1.5 V 的电压表,测量某电压时读数为1.5 V ,此时流过表头的电流为100 μA 3.如图所示,A 、B 、C 、D 四个电路中,电源电动势为E ,电阻为r ,定值电阻为R 0,当滑动变阻器R 的滑片P 从a 向b 滑动时,电压表示数将变大的电路是( )2.闭合电路的欧姆定律 (1)闭合电路①组成⎩⎪⎨⎪⎧内电路:电源内部的电路。
内电阻所降落的电压称为 内电压。
外电路:电源外部的电路。
其两端电压称为外电压 或(路端电压)。
②内、外电压的关系:E =U 外+U 内。
(2)闭合电路的欧姆定律①内容:闭合电路中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。
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=E
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=0
C.当电路断开时,I=0,U=0
D.当R增大时,U也会增大
答案BD
电源的UI图象
图295
3.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2V
B.电源内阻为Ω
C.电源短路时电流为6 A
D.电路路端电压为1V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=2V.
r=||=Ω=0.2Ω,当U=1V时,I==A=5 A.选项A、D正确.
闭合电路的功率关系
图296
4.如图296所示,电源电动势E=30V,内阻r=1Ω,灯泡上标有“6V,12W”字样,直流电动机线圈电阻R=2Ω,若灯泡恰好能正常发光,求电动机输出的机械功率.
答案36W
解析因灯泡正常发光,
所以I==A=2 A
U
=Ir=2×1V=2V
内
所以电动机两端电压为
U
=E-U内-U=30V-2V-6V=22V
M
电动机输出的机械功率为
P
=U M I-I2R=22×2W-22×2W=36W.
机
(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AD
2.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D
3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( )
A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V
答案D
解析由已知条件得:E=800mV.
又因I短=,所以r==Ω=20Ω.
所以U=IR=R=×20mV=400mV
=0.40V,选项D正确.
图297
4.如图297所示电路,R由2Ω变为6Ω时,电路中的电流变为原来的一半,则电源的内阻是( )
A.1ΩB.2Ω
C.3ΩD.4Ω
答案B
题组二路端电压与负载的关系
图298
5.如图298所示,当开关S断开时,电压表示数为3V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8V,则外电阻R与电源内阻r之比为( )
A.5∶3B.3∶5
C.2∶3D.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=3V.S闭合时,U外=1.8V,所以U内=E-U外=1.2V.因U外=IR,U内=Ir,所以R∶r=U外∶U内=1.8∶1.2=3∶2.
图299
6.在如图299所示电路中,电源的电动势E=9.0V,内阻可忽略不计;AB为滑动变阻器,其电阻R=30Ω;L为一小灯泡,其额定电压U=6.0V,额定功率P=1.8W;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.10ΩB.20ΩC.15ΩD.5Ω
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==A=0.3 A,两端电压达到额定电压U额=6.0V,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==Ω=10Ω,所以R CB=R-R AC=20Ω.
图2910
7.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R2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2911
8.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2912
9.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1.5Ω
B.电源电动势为3V,内阻为0.5Ω
C.电源的输出功率为3.0W
D.电源内部消耗功率为1.5W
答案AD
10.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)4V 1Ω(2)3V (3)3W
解析(1)由题图乙所示UI图线知:电源电动势E=4V,短路电流I短=4 A,故内阻r==1Ω.
(2)由图象知:电源与电阻构成闭合回路时对应路端电压U=3V.
(3)由图象知:R=3Ω,故P出=I2R=3W.
题组四综合题组
图2914
11.如图2914所示,已知R1=R2=R3=1Ω.当开关S闭合后,电压表的读数为1V;当开关S断开后,电压表的读数为0.8V,则电源的电动势等于( )
A.1V B.1.2V
C.2V D.4V
答案C
解析当S闭合时,I==A=1 A,故有E=I(1.5+r);当S断开时,I′==0.8 A,故有E=I′(2+r),解得E=2V,C正确.
图2915
12.如图2915所示的电路中,电源的电动势E为3.2V,电阻R的阻值为30Ω,小灯泡L 的额定电压为3.0V,额定功率为4.5W,当开关S接位置1时,电压表的读数为3.0V,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 1.28W
解析当开关S接位置1时,回路中的电流为:
I
==A=0.1 A.
1
电源的内阻为:r==Ω=2Ω.
小灯泡的电阻为:R L==Ω=2Ω.
当开关S接位置2时,回路中的电流为:
I
==A=0.8 A.
2
此时小灯泡的实际功率为:P实=IR L=0.82×2W=1.28W.
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2916
13.如图2916所示的电路中,当开关S接a点时,标有“5V,2.5W”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4V.求:
(1)电阻R的值;
(2)电源的电动势和内阻.
答案(1)4Ω(2)6V 2Ω
解析(1)电阻R的值为R==Ω=4Ω.
(2)当开关接a时,有E=U1+I1r,又U1=5V,
I
==A=0.5 A.
1
当开关接b时,有E=U2+I2r,又U2=4V,I2=1 A,
联立解得E=6V,r=2Ω.
图2917
14.如图2917所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,R1=4Ω,R2=6Ω,R3=3Ω.
(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)6V (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I1==A=1 A.
理想电压表读数为U V=I1R2=6V.
(2)若在C、D间连一个理想电流表,这时电阻R2与R3并联,并联电阻大小R23==Ω=2Ω根据闭合电路欧姆定律,有
I
==A=1.5 A.
2
理想电流表读数为
I′=I
=×1.5 A=1 A.
2。