高中物理闭合电路的欧姆定律技巧小结及练习题含解析.docx

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1、高中物理闭合电路的欧姆定律技巧小结及练习题含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．平行导轨P、Q相距l＝1m，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＝10mm，定值电阻R12＝123＝RΩ，R＝2Ω，金属棒ab的电阻r＝2Ω，其他电阻不计．磁感应强度B＝0.5T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＝－1×－14210C的微粒恰好静止不动．取g＝10m/s，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且

2、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；0.1V(2)0.4V.(3)1m/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，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＝UMNdmgd所以UMN

3、＝＝0.1Vq（2）由欧姆定律得通过R3的电流为I＝UMN＝0.05AR3则ab棒两端的电压为Uab＝UMN＋I×0.5R1＝0.4V.（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＝0.5V联立解得v＝1m/s.2．在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R是可变的，电源的电动势为E，电源的内阻为r，其余部分的电阻均可忽略不计。（1）闭合开关S，写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式；（2）若电源的电动势E为3V，电源的内阻r为1Ω，闭合开关S，当把电阻箱R的阻值调节为14Ω时，电

4、路中的电流I为多大？此时电源两端的电压（路端电压）U为多大？【答案】(1)IE(2)0.2A2.8VRr【解析】【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律，得关系表达式:EIRr（2）将E=3V，r=1Ω，R=14Ω，代入上式得：电流表的示数I=3A=0.2A141电源两端的电压U=IR=2.8V3．如图所示电路中，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用Pr，P1和P2分别表示电阻r，R1，R2上所消耗的功率，当R1=R2=r时，求：(1)Ir∶I1∶I2等于多少r12(2)P∶P∶P等于多少【答案】(1)2：1：1

5、；(2)4：1：1。【解析】【详解】(1)设干路电流为I，流过R1和R2的电流分别为I1和I2。由题，R1和R2并联，电压相等，电阻也相等，则电流相等，故1I1=I2=I2即Ir∶I1∶I2=2：1：1(2)根据公式P=I2R，三个电阻相等，功率之比等于电流平方之比，即Pr：P1：P2=4：1：14．如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连．整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B．一质量为

6、m，电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上．已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻．（1）当K接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值R为多大？（2）当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落s的过程中所需的时间为多少？（3）ab达到稳定速度后，将开关K突然接到3，试通过推导，说明ab作何种性质的运动？求ab再下落距离s时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿）【答案

7、】（1）EBLr（2）B4L4sm2gR02（3）匀加速直线运动mgsCB2L2mgmgR0B2L2mcB2L2【解析】【详解】（1）金属棒ab在磁场中恰好保持静止，由BIL=mgIERrEBLr得Rmg（2）由mgB2L2vR0得mgR0vB2L2由动量定理，得mgtBILtmv其中qItBLsR0得tB4L4sm2gR02mgR0B2L2qCUCBLvCBLv（3）K接3后的充电电流IttCBLattmg-BIL=ma得amg2=常数2LmCB所以ab棒的运动性质是“匀加速直线运动”，电流是恒定的．v22-v2=2a

8、s根据能量转化与守恒得Emgs(1mv221mv2)22解得：mgsCB2L2E2L2mcB【点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，关键要会推导加速度的表达式，通过分析棒的受力情况，确定其运动情况．5．在如图所示的电路中，电源电动势E=3.0V，内电阻r=1.0Ω；电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R=35Ω；电