高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析.docx

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1、高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5V，电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到70A。求：（1）电动机未启动时车灯的功率。（2）电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。（忽略电动机启动瞬间灯泡

2、的电阻变化）【答案】（1）120W；（2）67.5W【解析】【分析】【详解】(1)电动机未启动时UEIr12VPUI120W（2）电动机启动瞬间车灯两端电压U'EIr9V车灯的电阻U'R1.2IU2P67.5WR电源电动势不变，电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小，回路电流增大，内电路分得电压增大，外电路电压减小，所以车灯电功率减小。2．在如图所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5．闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A．求：

3、（1）电动机两端的电压；（2）电源输出的电功率．【答案】（1）7.0V（2）20W【解析】试题分析：（1）电动机两端的电压等于电源电动势减去内阻电压与电阻R0电压之和，（2）电源输出的电功率等于电源的总功率减去热功率.（1）电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为UEU内UR0122121.5V7V（2）电源的输出的功率为：P总EII2r122221W20W3．如图所示，电源的电动势为10V，内阻为1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF求：（1）闭合电键S，稳定后通

4、过电阻R2的电流．（2）再将电键S断开，再次稳定后通过电阻R1的电荷量．【答案】（1）1A（2）1.2×10﹣4C【解析】【详解】（1）闭合开关S，稳定后电容器相当于开关断开，根据全电路欧姆定律得：IE10A1AR1R2r361（2）闭合开关S时，电容器两端的电压即R2两端的电压，为：22×6V=6VU=IR=1开关S断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势，为E=10V，则通过R1的电荷量为：-5）C=1.2-4Q=C（E-U2）=3×10×（10-6×10C4．如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，

5、向滑动变阻器R供电．改变变阻器R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．（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

6、电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流（2）a如图所示：E2b.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（2）a．如图所示b．电源输出的电功率：PI2R(E)2RE2r2Rr2rRR当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为Pmax=E24r（3）电动势定义式：EW非静电力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W22RtIrqIRqIrtIEIrIRU内U外本题答案是：（

7、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）EU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R=r时，输出功率最大．5．如图所示，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电源内阻r=0.6Ω，如果电路消耗的总功率为40W，电源输出功率为37.6W，则电源电动势和R3的阻值分别为多大？【答案】20V【解析】电源内阻消耗的功率为，得：由得：外电路总电阻为，由闭合

8、电路欧姆定律得：。点睛：对于电源的功率要区分三种功率及其关系：电源的总功率，内电路消耗的功率，三者关系是。，输出功率6．如图所示，电源电动势E=8V，内阻r=10Ω，R1=20Ω,R2=30Ω,电容器两极板间距d=0.1m。当电键闭合时，一质量m=2×10-3kg的带电液滴恰好静止在两极板中间。取重力加速度g=10m/s2，求：（1）带电液滴所带电荷量的大小q以及电性；（2）断开电键，电容器充放电时间忽略不计