高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案含解析.doc

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(1)感应电动势的大小;
(2)线框中产生的焦耳热;
(3)线框受到的摩擦力的表达式。
【答案】(1)0.25V;(2)0.125J;(3)1.25 t 0.1N【解析】
【分析】
本题考查法拉第电磁感应定律及能量守恒定律的应用
【详解】
(1)由题意可知,线框在磁场中的面积不变,而磁感应强度在不断增大,会产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律知
(2)a.如图所示
2
E
2
E2
b.电源输出的电功率:
P
I R
(R
r) R
2r
r2
R
R
当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为
Pmax=E2
4r
(3)电动势定义式:
W非静电力
E
q
根据能量守恒定律,在图1
所示电路中,非静电力做功
W产生的电能等于在外电路和内电
路产生的电热,即
W I2rt I2Rt
Irq
4.如图所示电路中,R1
9Ω,R2
30Ω,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R3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:
大小,根据W
EIt求解匀速提升重物3m需要消耗电源的能量.
【详解】
1
由题,电源电动势
E
6V
,电源内阻r
1
,当将重物固定时,电压表的示数为
5V
,则根据闭合电路欧姆定律得
电路中电流为I
E
U
6
5
r
1A
1
电动机的电阻RM
U
IR
5 1
3
2
I
1
2当重物匀速上升时,电压表的示数为
U
5.5V
E
U '
,电路中电流为I '
电池的电动势E1=1.5V,内阻r1=0.3Ω;一节旧电池的电动势
E2=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
r2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。
=12
3
=R
Ω,R=2Ω,金属棒ab的电阻r
=2Ω,其他电阻不计.磁感应强度
B=0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab
沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间,质量

m=1×1014kg,电荷量q=-
-14
2
1×10 C的微粒恰好静止不动.取
g=10 m/s,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良
8.有一个100匝的线圈,在0.2s内穿过它的磁通量从0.04Wb增加到0.14Wb,求线圈中
的感应电动势为多大?如果线圈的电阻是10Ω,把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组
成闭合电路时,通过电热器的电流是多大?
【答案】50V,0.05A.
【解析】
【详解】
已知n=100匝,△t=0.2s,△Φ=0.14Wb-0.04Wb=0.1Wb,则根据法拉第电磁感应定律得感应
R=r时,输出
功率最大.
11.如图甲所示,水平面上放置一矩形闭合线框abcd, 已知ab边长l1=1.0m、bc边长
l2=0.5m,电阻r=0.1。匀强磁场垂直于线框平面,线框恰好有一半处在磁场中,磁感应强度B在0.2s内随时间变化情况如图乙所示,取垂直纸面向里为磁场的正方向。线框在摩
擦力作用下保持静止状态。求:
的阻值,路端电压U与电流I均随之变化.
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义.
(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件.
电动势
0.1
En100V=50V
t0.2
由闭合电路欧姆定律得,通过电热器的电流
E50
IA=0.05A
Rr10990
9.如图所示,线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻R的U-I图线,由上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源的输出功率P出是多大?
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少?
(3)电源的效率η是多大?

路中,电源的电动势E=8 V,内阻r=1Ω。电动机M的额定功率为8 W,额定电压为4 V,线圈内阻R为0.2Ω,此时电动机正常工作(已知sin 37 =0°.6,cos 37°=0.8,重力加速度g
取10 m/s2)。试求:
(1)通过电动机的电流IM以及电动机的输出的功率P出;
(2)通过电源的电流I总以及导体棒的电流I;
475W(电炉电阻可看作不变).试求:
(1)电源的电动势 ;
(2)S1、S2闭合时 ,流过电解槽的电流大小 ;
(3)S1、S2闭合时 ,电解槽中电能转化成化学能的功率

【答案】 (1)120V(2)20A(3)1700W
【解析】
P
1
2
断开时电炉中电流I0
1
6 A
(1)S
闭合,S
R
电源电动势EI0(Rr )120V;
感应电流方向由b→a,其a端为电源的正极,由右手定则可判断,磁场方向竖直向下.
微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态,根据平衡条件有mg=Eq
又E=UMNd
mgd
所以UMN=
=0.1 V
q
(2)由欧姆定律得通过
R3的电流为
I=
UMN
=0.05 A
R3
则ab棒两端的电压为Uab=UMN+I×0.5R1=0.4 V.
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、
外电路电势降落之和.
【答案】 (1)U–I图象如图所示:
图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流
(2)a如图所示 :
E2
b.
4r
(3)见解析
【解析】
(1)U–I图像如图所示,
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流
【答案】(1)4W,(2)2W,(3)66.7%
【解析】试题分析:(1)由电源的U-I图象读出电动势,求出内阻.两图线交点表示电阻
与电源组成闭合电路时的工作状态,读出电压和电流,由公式
P=UI求出电源的输出功率
出.(2) 电 源 内 部 损 耗 的 电 功 率 由 公 式
2
求 解.(3) 电 源 的 总 功 率 为
好.且速度保持恒定.试求:
(1)匀强磁场的方向和MN两点间的电势差
(2)ab两端的路端电压;
(3)金属棒ab运动的速度.
【答案】(1)竖直向下;0.1 V(2)0.4 V. (3) 1 m/s.
【解析】
【详解】
(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态,因为重力竖直向下,所以电场力竖直
向上,故M板带正电.ab棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势,ab棒等效于电源,
【解析】
【分析】
【详解】
(1)流过电源的电流为I,则
IR1U1
路端电压为U,由闭合电路欧姆定律
UEIr
解得
U9V
(2)电动机两端的电压为
UMEI (R1r )
电动机消耗的机械功率为
PUMII2R0
解得
P8Wቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.平行导轨P、Q相距l=1 m,导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的平行板电
容器两极板M、N相距d=10 mm,定值电阻R1 2
(3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E=BLv
由闭合电路欧姆定律得E=Uab+Ir=0.5 V
联立解得v=1 m/ s.
3.如图所示 ,电解槽R=19Ω,电解槽电阻合时 ,电炉消耗功率为
A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1Ω,电炉电阻
r′=0.5Ω当.S1闭合、S2断开时 ,电炉消耗功率为684W;S1、S2都闭
F安mg sin376N

F安BIL
可得磁感应强度为
F安
B3T
IL
7.利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势E6V,电源内阻
r1,电阻R 3,重物质量m 0.10kg,当将重物固定时,理想电压表的示数为
5V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为
5.5V,(不计摩擦,g取10m / s2).求:
IRq
E Ir IR U内
U外
本题答案是:(
1)U–I图像如图所示,
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流
(2)a.如图所示
2
当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为Pmax=E4r
(3)E
U内
U外
点睛:运用数学知识结合电路求出回路中最大输出功率的表达式,并求出当
高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案含解析
一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律
1.如图所示的电路中,电源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω,电阻R1=1.5Ω,电动机的线圈电
阻R0=1.0Ω。电动机正常工作时,电压表的示数U1=3.0V,求: