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高中物理部分电路欧姆定律解析版汇编及解析

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高中物理部分电路欧姆定律解析版汇编及解析

一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律

1．如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R最大阻值为36Ω，灯泡电阻不随温度变化。闭合S、S1、S2，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为3V；闭合S、S1，断开S2，当滑动变阻器滑片位于最左端时，灯泡正常发光。求：

（1）电源电压；

（2）R0的阻值。

【答案】（1）12V（2）

【解析】

【详解】

（1）灯泡的电阻：；

当闭合S、S1、S2，当滑动变阻器滑片位于最右端时，

电路中的电流

电源的电压U=I（RL+R）=0.25A×（12Ω+36Ω）=12V；

（2）闭合S、S1，断开S2，当滑动变阻器滑片位于最左端时，

∵灯泡正常发光，

∴电路中的电流 R0两端的电压U0=U-UL=12V-6V=6V，

【点睛】

本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用，关键是开关闭合、断开时电路变化的判断和知道额定电压下灯泡正常发光。

2．以下对直导线内部做一些分析：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qIt，推导：j=nev;

(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．

【答案】（1）j=nev（2）Ej＝

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在直导线内任选一个横截面S，在△t时间内以S为底，v△t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：IqjStSVV＝＝ ，其中△q=neSv△t，

代入上式可得：j=nev

（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UEl＝；

电流密度的定义为IjS＝，

将UIR＝代入，得UjSR＝；

导线的电阻lRS＝，代入上式，可得j、ρ、E三者间满足的关系式为：Ej＝

【点睛】

本题一要掌握电路的基本规律：欧姆定律、电阻定律、电流的定义式，另一方面要读懂题意，明确电流密度的含义．

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．有三盘电灯L1、L2、L3，规格分别是“110V，100W”，“110V，60W”，“110V，25W”要求接到电压是220V的电源上，使每盏灯都能正常发光．可以使用一直适当规格的电阻，请按最优方案设计一个电路，对电阻的要求如何？

【答案】电路如图所示，电阻的要求是阻值为806.7Ω，额定电流为A．

【解析】将两个电阻较大的电灯“110V 60W”、“110V 25W”与电阻器并联，再与“110V

100W”串连接在220V的电源上，电路连接如图所示，当左右两边的总电阻相等时才能各分压110V，使电灯都正常发光．

由公式P=UI得L1、L2、L3的额定电流分别为：

I1==A=A，I2==A=A，I3=A=A

则通过电阻R的电流为 I=I1﹣I2﹣I3=A=A

R==Ω=806.7Ω

答：电路如图所示，电阻的要求是阻值为806.7Ω，额定电流为A．

【点评】本题考查设计电路的能力，关键要理解串联、并联电路的特点，知道用电器在额定电压下才能正常工作，设计好电路后要进行检验，看是否达到题目的要求．

5．有一个表头，其满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=500Ω．求：

（1）如何将该表头改装成量程U=3V的电压表？

（2）如何将该表头改装成量程I=0.6A的电流表？

【答案】（1）与表头串联一个2500Ω的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。

（2）与表头并联一个0.83Ω的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。

【解析】

【详解】

（1）电压表满偏时，由欧姆定律公式可知：

U=Ig（R+Rg） 解得：

R=2500Ω

即与表头串联一个2500Ω的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。

（2）电流表满偏时，由欧姆定律公式可知：

IgRg=（I﹣Ig）r

解得：

R≈0.83Ω

即与表头并联一个0.83Ω的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。

6．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】UI UDdIL

【解析】

【详解】

根据欧姆定律得，金属膜的电阻

URI．

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LRs，求得

RsDdULIL.

【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．

7．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。

（2）将一定值电阻与灯泡串联后接到20V电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？

【答案】（1）2400K （2）5.33

【解析】

【详解】

（1）设灯泡的电阻为RkT，当电压为0时有，温度为室温1300KT

111RkT

当灯泡为额定功率时，为度为2T，电阻为

228RkT

联立解得

22400KT

（2）灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为

221.5AUIR

故电阻的阻值为

220125.331.5UURI

8．在如图所示的电路中，三个电阻的阻值分别是12ΩR，24ΩR，34ΩR，电池电动势4.2VE，内阻0.2Ωr，求：

(1)接通电键K，断开电键D时，1R和2R两端电压之比12UU：；

(2)两个电键都接通时，1R和2R两端电压之比12UU：；

(3)两个电键都接通时，通过1R的电流I.

【答案】（1）1：2（2）1：1（3）1A

【解析】

【详解】 (1)接通开关K，断开开关D时，1R和2R串联，电流相等，根据UIR知1R和2R两端电压之比：

11222142

URUR==

(2)两个电键都接通时，2R和3R并联，并联电阻：

23232ΩRRRRR

再与1R串联，则电阻2R和3R的电流相等，则通过1R和2R的电流之比为2：1，根据UIR可知1R和2R两端电压之比：

112 1:1URUR

(3)两个电键都接通时，根据闭合电路欧姆定律得：通过1R的电流强度为：

114.2A1A220.2IRREr==

9．如图所示电路中，14RΩ，2312RRΩ，46RΩ，A、B间电压恒定．当开关S断开时，电压表示数为42V，求：

（1）这时电流表示数．

（2）当开关S闭合后，电压表示数和电流表示数．

【答案】（1）3.5A （2）27V 6A

【解析】

【详解】

（1）当开关S断开时，电压表测的是2R两端的电压，则电流：

2423.512UIRA

电流表与2R串联，所以电流表的示数为3.5A；

（2）当开关S断开时，4R两端的电压为： 443.5621UIRV

则A、B间的电压为：

4422763VUUUV

当开关S闭合后，1R与2R并联，则并联电阻为：

1212123RRRRRΩ

3R与4R并联，则并联电阻为：

3434344RRRRRΩ

所以此时电路的总电阻为：

12347RRRΩ

则电路的总电流为：

6397UIRA

所以电压表的示数为：

129327VUIRV

则3R与4R并联电压为：

3412632736UUUV

所以电流表的示数为：

3443666UIRA

10．由三个电阻连接成的混联电路如图所示。R1=8，R2=6，R3=3。

(1)求a、b之间的电阻。

(2)如果把30V的电压加在a、b两端，通过每个电阻的电流是多少？

【答案】(1)a、b间的电阻为10(2)通过R2的电流为：1A，通过R3的电流为：2A，通过R1的电流为3A

【解析】

【详解】

(1)R2和R3并联后的电阻：

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讲义 电路、欧姆定律 专题

讲义 电路、欧姆定律 专题

中小学1对1课外辅导专家

龙文教育·教务管理部 1 龙文教育学科教师辅导讲义

课 题 电路分析、欧姆定律 专题

教学目标

1. 电流和电路相关概念

2. 欧姆定律

3. 电表的正确使用、变化情况判断

4. 电学实验

5. 电路故障的判断方法

6. 电阻、滑动变阻器的连接及正确使用

重点、难点

 电路分析

 欧姆定律

 串并联电路特点及应用

 比例法在电学问题中的应用

 电学实验

考点及考试要求

能识别常见的串联、并联电路、会根据电路连接画出电路图和由电路图连接实物电路；理解电流、电压、电阻的概念，知道这些物理量的单位；知道决定电阻大小的因素；会正确使用电流表、电压表和滑动变阻器；知道串联电路中电流、电压、电阻的特点，能够进行有关计算；知道并联电路中电流、电压、电阻的特点，能够进行相关计算．

教学内容

《电流和电路》复习提纲

一、电荷

1、带了电（荷）：摩擦过的物体有了吸引物体的轻小物体的性质，我们就说物体带了电。

轻小物体指碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等。

2、使物体带电的方法：

②接触带电：物体和带电体接触带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。

③感应带电：由于带电体的作用，使带电体附近的物体带电。

3、两种电荷：

正电荷：规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电。

实质：物质中的原子失去了电子

负电荷：规定：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电。

实质：物质中的原子得到了多余的电子

4、电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

5、验电器：构造：金属球、金属杆、金属箔

高中物理闭合电路的欧姆定律专题训练答案及解析

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高中物理闭合电路的欧姆定律专题训练答案及解析

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 30 28 26 24 22 20 18 …

（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()RF；（2）m550FN；（3）4.8VU；（4）阻值变大

【解析】

【分析】

【详解】

（1）通过表中数据可得：FcR，故R与F成线性变化关系设它们的关系式为：

RkFb

代入数据得：

300.04(Ω)RF①

（2）由题意，0R上的电压05VRU，通过0R的电流为

00RUIR② 0RREUURII③

解①~④式，得，当电压表两端电压RU为5V时，测得的风力最大

m550FN④

（3）由①式得10ΩR

004.8VREURR⑤

（4）阻值变大

2．如图所示电路中，14R，26R，30CF，电池的内阻2r，电动势12EV．

（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：

高中物理牛顿运动定律的应用解析版汇编及解析

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一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用

1．如图所示，长木板质量M=3 kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1 kg的物块A，右端放着一个质量也为m=1 kg的物块B，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4，AB之间的距离L=6 m，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块A施加方向水平向右的恒定推力F作用，取g=10 m/s2．

（1）.为使物块A与木板发生相对滑动，F至少为多少？

（2）.若F=8 N，求物块A经过多长时间与B相撞，假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失，则碰后瞬间A、B的速度分别是多少？

【答案】（1）5 N （2）vA’=2m/s vB’=8m/s

【解析】

【分析】

【详解】

（1）据分析物块A与木板恰好发生相对滑动时物块B和木板之间的摩擦力没有达到最大静摩擦力．

设物块A与木板恰好发生相对滑动时，拉力为F0，整体的加速度大小为a，则：

对整体： F0=（2m+M）a

对木板和B：μmg=（m+M）a

解之得： F0=5N

即为使物块与木板发生相对滑动，恒定拉力至少为5 N；

（2）物块的加速度大小为：24AFmgamsm∕

木板和B的加速度大小为：BmgaMm=1m/s2

设物块滑到木板右端所需时间为t，则：xA-xB=L

即221122ABatatL

解之得：t=2 s

vA=aAt=8m/s

vB=aBt=2m/s

AB发生弹性碰撞则动量守恒：mva+mvB=mva＇+mvB＇

机械能守恒：12mva2+12mvB2=12mva＇2+12mvB＇2

解得：vA＇=2m/s vB＇=8m/s

2．如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=6.0kg的物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以u=2.0m/s匀速运动。传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑14圆弧轨道。质量m=2.0kg的物块B从14圆弧的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带两轴之间的距离l=4.5m。设第一次碰撞前，物块A静止，物块B与A发生碰撞后被弹回，物块A、B的速度大小均等于B的碰撞前的速度的一半。取g=10m/s2。求：

物理部分电路欧姆定律练习题20篇及解析

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一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律

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,3个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF,开始开关闭合，电流表内阻不计,求:

（1）电流表的读数;

（2）电容器所带电荷量;

（3）开关断开后,通过R2的电荷量.

【答案】（1）0.8A（2）6.4×10-5C；（3）3.2×10-5C

【解析】

试题分析：（1）当电键S闭合时，电阻R1、R2被短路．根据欧姆定律得，电流表的读数340.841EIAARr

（2）电容器所带的电量Q=CU3=CIR3=20×10-6×0. 8×4C=6.4×10-5C；

（3）断开电键S后，电容器相当于电源，外电路是R1、R2相当并联后与R3串联．由于各个电阻都相等，则通过R2的电量为Q′=1/2Q=3.2×10-5C

考点：闭合电路的欧姆定律；电容器

【名师点睛】此题是对闭合电路的欧姆定律以及电容器的带电量的计算问题；解题的关键是搞清电路的结构，知道电流表把两个电阻短路；电源断开时要能搞清楚电容器放电电流的流动路线，此题是中等题，考查物理规律的灵活运用.

2．如图所示，电源两端电压U保持不变．当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻R1的电功率为P1，电阻RA的电功率为PA；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数U2为2V，电流表的示数为I2，电阻RB的电功率为PB；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P位于最右端时，电阻R2的电功率为8W．已知：R1:R2=2:1，P1:PB=1:10，U1:U2=3:2．求：

(1)电源两端的电压U；

(2)电阻R2的阻值；

(3)电阻RA的电功率PA．

【答案】(1)U=12V (2)R2=2Ω (3)4.5W