高中物理部分电路欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)及解析
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高中物理部分电路欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)及解析
一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律
1．材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度．如图所示为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB.请按要求完成下列实验．
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，并在图中的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0 T，不考虑磁场对电路其他部分的影响)．要求误差较小．提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0＝150 Ω
B．滑动变阻器R，总电阻约为20 Ω
C．电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω
D．电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ
E．直流电源E，电动势3 V，内阻不计
F．开关S，导线若干
(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
1 2 3 4 5 6
U(V) 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71
I(mA) 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB＝______Ω.
结合题图可知待测磁场的磁感应强度B＝______T.
(3)试结合题图简要回答，磁感应强度B在0～0.2 T和0.4～1.0 T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？
________________________________________________________________________.
(4)某同学在查阅相关资料时看到了图所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论？___________________________________________________________________________.
【答案】（1）见解析图 （2）1500；0.90
（3）在0～0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在
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．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.
4．如图所示，电源电动势、内电阻、1R、2R均未知，当a、b间接入电阻/1R＝10时，电流表示数为11AI；当接入电阻/218R时，电流表示数为20.6AI．当a、b间接入电阻/3R＝118时，电流表示数为多少？
【答案】0.1A
【解析】 【分析】
当a、b间分别接入电阻R1′、R2′、R3′时，根据闭合电路欧姆定律列式，代入数据，联立方程即可求解．
【详解】
当a、b间接入电阻R1′=10Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：
E＝(I1+112
IRR)(R1+r)+I1R1′
代入数据得：E=(1+210 R)(R1+r)+10①
当接入电阻R2′=18Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：
E＝(I2+222 IRR)(R1+r)+I2R2′
代入数据得：E=(0.6+210.8 R)(R1+r)+10.8②
当a、b间接入电阻R3′=118Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：
E＝(I3+332 IRR)(R1+r)+I3R3′
代入数据得：E＝(I3+32118 IR)(R1+r)+118I3③
由①②③解得：I3=0.1A
【点睛】
本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，解题的关键是搞清楚电路的结构，解题时不需要解出E、r及R1、R2的具体值，可以用E的表达式表示R2和r+R1，难度适中．
5．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=I2r=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．
6．材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度．如图所示为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB.请按要求完成下列实验．
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，并在图中的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0 T，不考虑磁场对电路其他部分的影响)．要求误差较小．提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0＝150 Ω
B．滑动变阻器R，总电阻约为20 Ω
C．电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω
D．电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ
E．直流电源E，电动势3 V，内阻不计
F．开关S，导线若干
(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
1 2 3 4 5 6
U(V) 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71
I(mA) 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB＝______Ω.
结合题图可知待测磁场的磁感应强度B＝______T.
(3)试结合题图简要回答，磁感应强度B在0～0.2 T和0.4～1.0 T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？
________________________________________________________________________.
(4)某同学在查阅相关资料时看到了图所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论？___________________________________________________________________________.
【答案】（1）见解析图
（2）1500；0.90
（3）在0～0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在
7．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＝
