高考物理部分电路欧姆定律技巧(很有用)及练习题

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高考物理部分电路欧姆定律技巧(很有用)及练习题一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1.有一灯泡标有“6V 3W ”的字样,源电压为9V ,内阻不计.现用一个28Ω 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)0.225~0.75A a :,2.7~9V 00.75A b ::,0~9V (2)0.5A a :0.75A b : (3)66.6%a : 44.4%b : 【解析】 【详解】灯泡的电阻212L U R P==Ω(1)a.当滑动端在最左端时电阻最大,则最小电流:min 9A 0.225A 1228I ==+当滑动端在最右端时电阻最小为0,则最大电流:max 9A 0.75A 12I == 则电流的调节范围是:0.225A~0.75A灯泡两端电压的范围:0.22512V 0.7512V ⨯⨯: ,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9A 0.75A 12= 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=10066.60.59P IE η=⨯=⨯ 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:6960.528x x-+=-解得x =24Ω此时电路总电流60.50.75A 24I=+= 电路的效率000023=10044.40.759P IE η=⨯=⨯2.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R 2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R 1、R 2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Q=CU 3=CIR 3=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R 1、R 2相当并联后与R 3串联.由于各个电阻都相等,则通过R 2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.3.为了检查双线电缆CE 、FD 中的一根导线由于绝缘皮损坏而通地的某处,可以使用如图所示电路。

用导线将AC 、BD 、EF 连接,AB 为一粗细均匀的长L AB =100厘米的电阻丝,接触器H 可以在AB 上滑动。

当K 1闭合移动接触器,如果当接触器H 和B 端距离L 1=41厘米时,电流表G 中没有电流通过。

试求电缆损坏处离检查地点的距离(即图中DP 的长度X )。

其中电缆CE=DF=L=7.8千米,AC 、BD 和EF 段的电阻略去不计。

【答案】6.396km【解析】【试题分析】由图得出等效电路图,再根据串并联电路规律及电阻定律进行分析,联立可求得电缆损坏处离检查地点的距离.等效电路图如图所示:电流表示数为零,则点H和点P的电势相等。

由得,则又由以上各式得:X=6.396km【点睛】本题难点在于能否正确作出等效电路图,并明确表头电流为零的意义是两端的电势相等.4.如图,竖直平面内放着两根间距L = 1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N,两板间接一阻值R= 2Ω的电阻,N板上有一小孔Q,在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0= 1T的有界匀强磁场,N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1=3T和B2=2T.有一质量M = 0.2kg、电阻r =1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触,用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动,当金属棒达最大速度时,在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷的正离子,经电场加速后,以v =200m/s 的速度从Q 点垂直于N 板边界射入右侧区域.不计离子重力,忽略电流产生的磁场,取g=.求:(1)金属棒达最大速度时,电阻R 两端电压U ; (2)电动机的输出功率P ;(3)离子从Q 点进入右侧磁场后恰好不会回到N 板,Q 点距分界线高h 等于多少. 【答案】(1)2V (2)9W (3)21.210m -⨯ 【解析】试题分析:(1)离子从P 运动到Q ,由动能定理:①解得R 两端电压② (2)电路的电流③安培力④受力平衡⑤由闭合电路欧姆定律⑥感应电动势⑦ 功率⑧联立②-⑧式解得:电动机功率⑨(3)如图所示,设离子恰好不会回到N 板时,对应的离子在上、下区域的运动半径分别为和,圆心的连线与N 板的夹角为φ.在磁场中,由⑩解得运动半径为11在磁场中,由12解得运动半径为13由几何关系得1415解⑩--15得:16考点:带电粒子在匀强磁场中的运动.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.科技小组的同学们设计了如图18甲所示的恒温箱温控电路(用于获得高于室温,控制在一定范围内的“室温”)包括工作电路和控制电路两部分,其中R'为阻值可以调节的可变电阻,R为热敏电阻(置于恒温箱内),其阻值随温度变化的关系如图18乙所示,继电器线圈电阻R0为50欧姆:(1)如图18甲所示状态,加热器是否处于加热状态?(2)已知当控制电路的电流达到0.04 A 时继电器的衔铁被吸合;当控制电路的电流减小0.036A 时,衔铁被释放。

当调节R '=350欧姆时,恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”。

如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”,则应该将R '的阻值调为多大?(3)使用该恒温箱,获得最低温度为50℃“恒温”与获得最高温度为100℃的“恒温”,相比较,哪一个温度的波动范围更小?为什么? 【答案】(1)处于加热状态(2) 50Ω (3) 50℃附近 【解析】(1)图示加热器回路闭合,处于加热状态。

(2)设控制电路中电源两端电压为U由图18乙,当温度为100℃时,热敏电阻R 的阻值为500Ω 故U=I 1(R 0+R+R ')=0.04A×(50Ω+500Ω+350Ω)=36V 由图18乙所示,当温度为50℃时,热敏电阻R 的阻值为900Ω 因此'23690050500.036U V R I A==-Ω-Ω=Ω (3)获得最低温度为50℃的“恒温”温度波动范围更小,因为在50℃附近,热敏电阻的阻值随着温度变化更显著。

7.若加在某导体两端的电压变为原来的35时,导体中的电流减小了0.4A .如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流为多大? 【答案】2A 【解析】 【详解】设是导体两端原来的电压为U ,电流为I ,则导体电阻U R I=, 又由题,导体两端的电压变为原来的35时,导体中的电流减小了0.4 A ,则有35(0.4)UR I -=,联立得()350.4U UI I-=,解得=1.0AI,当电压变为2U时,22AI I'==8.在如图所示的电路中,A、B两端的电压为6VU=,12R=Ω,23R=Ω,滑动变阻器R的最大阻值为5Ω,小灯泡的电阻为10Ω,电流表和电压表均为理想电表,当滑动触头P在R上滑动时,电流表与电压表的示数变化的范围是多少?【答案】电流表示数变化范围是0.6~0.72A,电压表示数变化范围是0~2.4V【解析】【详解】当P在最上端时,电路的电阻最小,此时Lmin12L253RRR R RR R=++=Ω+maxmin63A0.72A25UIR⨯===电压表示数Lmax maxL5100.72V 2.4V510RRU IR R⨯=⋅=⨯=++当P在最下端时,电路的电阻最大max1210R R R R=++=Ωminmax6A0.6A10UIR===电压表示数最小,min0U=所以电流表示数的变化范围是0.6~0.72A,电压表示数的变化范围是0~2.4V9.如图为实验室常用的两个量程的电流表原理图.当使用O、A两接线柱时,量程为0.6 A;当使用O、B两接线柱时,量程为3 A.已知表头的内阻R g=200 Ω,满偏电流I g=100 mA.求分流电阻R1和R2.【答案】8 Ω 32 Ω【解析】【分析】【详解】并联分流电路的特点就是电压相同.在改装的电流表中,各量程达到满偏电流时,通过“表头”的电流仍为满偏电流.接O、A时:I g R g=(I1-I g)(R1+R2)接O、B时:I g(R g+R2)=(I2-I g)R1联立以上两式,把I g=0.1 A,R g=200 Ω,I1=0.6 A,I2=3 A代入并解之得R1=8 Ω,R2=32 Ω即量程为0.6 A时,(R1+R2)为分流电阻;量程为3 A时,R1为分流电阻,R2为分压电阻.10.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω电阻R x的阻值.(1)现有电源(3V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~10Ω,标定电流1A)、开关和导线若干,以及下列电表:A.电流表(0-3A,内阻约0.025Ω)B.电流表(0-0.6A,内阻约0.125Ω)C.电压表(0-3V,内阻约3kΩ)D.电压表(0-15V,内阻约15kΩ)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用_____,电压表应选用_____(填器材前的字母);实验电路应采用下图中的_____(填“甲”或“乙”).(2)接通开关,改变滑动变阻器的滑片位置,某次电表示数如图所示,对应的电流表示数I=_____A,电压表示数U=_____V.计算可得该电阻的测量值R x=_____Ω.【答案】B C甲0.50 2.60 5.2【解析】【详解】(1)[1][2]电源电动势约为3V,所以电压表选择C,根据欧姆定律:0 003 A0.6A5UIR=≈≈可知电流表选择B即可;[3]计算电表内阻和待测电阻的关系:3kΩ5Ω5Ω0.125Ω>可知电压表的内阻远大于待测电阻,分流较小,电流表应采用外界法,即甲图;(2)[4]电流表分度值为0.02A,所以电流表读数为:0.50A;[5]电压表分度值为0.1V,所以电压表读数为:2.60V;[6]根据欧姆定律:2.60Ω 5.2Ω0.50xURI===。