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)
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340.841
E 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.
2．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．
3．如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够发光．某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，半径为L的金属圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O 的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根导电辐条
OP、OQ、OR，辐条互成120°角．在圆环内，圆心角为120°的扇形区域内存在垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯(可看成二极管，发光时电阻为r)．圆环及其它电阻不计，从辐条OP进入磁场开始
计时．
（1）顺磁感线方向看，圆盘绕O 1O 2轴沿什么方向旋转，才能使LED 灯发光？在不改变玩具结构的情况下，如何使LED 灯发光时更亮？
（2）在辐条OP 转过60°的过程中，求通过LED 灯的电流；
（3）求圆环每旋转一周，LED 灯消耗的电能．
【答案】（1）逆时针；增大角速度（2）28BL r ω（3）2432B L r
ωπ 【解析】
试题分析：（1）圆环转动过程，始终有一条导电辐条在切割磁感线，产生感应电动势，并通过M.N 和二极管构成闭合回路．由于二极管的单向导电性，只有转轴为正极，即产生指向圆心的感应电流时二极管才发光，根据右手定则判断，圆盘逆时针旋转．
要使得LED 灯发光时更亮，就要使感应电动势变大，即增大转速增大角速度ω． （2）导电辐条切割磁感线产生感应电动势212
E BL ω= 此时O 点相当于电源正极，P 点为电源负极，电源内阻为r 电源外部为二个导体辐条和二极管并联，即外阻为
3r ． 通过闭合回路的电流343E
E I r r r ==+ 带入即得22133248BL BL I r r
ωω⨯== 流过二极管电流为238I BL r
ω= （3）转动过程始终有一个导电辐条在切割磁感线，所以经过二极管的电流不变 转过一周所用时间2T π
ω= 所以二极管消耗的电能2422'()332I B L Q I rT rT r
ωπ=== 考点：电磁感应 串并联电路
4．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，
从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝，单位体积内有n个自由电子，每一个电子电量为e．该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v．
（1）求导线中的电流I；
（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t内电流做功W为多少，小红记得老师上课讲过，W＝UIt，但是不记得老师是怎样得出W＝UIt这个公式的，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应
该先求出导线中的恒定电场的场强，即E＝U
l
，设导体中全部电荷为
q后，再求出电场力做的功
U
W qEvt q vt
l
==，将q代换之后，小红没有得出W＝UIt的结果．
a. 请帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程．
b. 为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为ρ，试证明：
U
j
l
ρ
=．
（3）由于恒定电场的作用，导体内自由电子会发生定向移动，但定向移动的速率远小于自由电子热运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化．金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞．假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0（这个时间由自由电子热运动决定，为一确定值），碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计．请根据以上内容，推导证明金属电阻丝的电阻率与金属丝两端的电压无关．【答案】（1）I neSv
=（2）见解析（3）电阻率2
2m
ne t
ρ=为定值，与电压无关．【解析】
（1）假设在ts内，通过导线横截面的总电量为q，则：q=Vne
其中ts内，通过横截面所以电子所占体积V=S v t
所以q=S v net
根据电流的定义，得：
q
I
t
==neS v
（2）a．如图所示，根据电场强度和电势差的关系，U U
E
l vt
==
