物理闭合电路的欧姆定律练习.docx

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1、物理闭合电路的欧姆定律练习一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．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:E

2、IRr（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=2.8V2．电源的电动势为4.8V、外电阻为4.0Ω时，路端电压为4.0V。如果在外电路并联一个6.0Ω的电阻，路端电压是多大？【答案】3.6V【解析】【详解】由题意可知当外电阻为4.0Ω时，根据欧姆定律可知电流U外4A1.0AIR4由闭合电路欧姆定律EI(Rr)代入数据解得r=0.8Ω当外电路并联一个6.0Ω的电阻时46R并2.446电路中的总电流E4.8IA=1.5AR并r2.

3、40.8所以路端电压UIR并1.52.4V3.6V3．如图所示，电源的电动势E110V，电阻R121，电动机绕组的电阻R0.5，开关S1始终闭合．当开关S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当开关S2闭合时，电阻R1的电功率是336W，求：（1）电源的内电阻r；（2）开关S2闭合时电动机的效率。【答案】（1）1Ω；（2）86.9%。【解析】【详解】（1）S2断开时R1消耗的功率为P1525W，则E2P1R1R1r代入数据得r=1Ω（2）S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2336W，则P

4、2U2R1解得U=84V由闭合电路欧姆定律得EUIr代入数据得I=26A设流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2，则I1U4AR1又I1I2I解得I2=22A则电动机的输入功率为PMUI2代入数据解得PM1848W电动机内阻消耗的功率为PRI22R代入数据解得PR242W则电动机的输出功率PPMPR1606W所以开关S2闭合时电动机的效率P100%86.9%PM4．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

5、，电动机转动，电流表的示数为2.0A．求：（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R0电压之UEU内UR0122121.5V7V（2）电源的输出的功率为：P总EII2r122221W20W5．如图所示，电路中接一电动势为4V、内阻为2Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻

6、值均为4Ω，电容器的电容为30μF，电流表的内阻不计，当电路稳定后，求：（1）电流表的读数（2）电容器所带的电荷量（3）如果断开电源，通过R2的电荷量-5Q-5【答案】（1）0.4A（2=2.410C）4.8×10C（3）2【解析】【分析】【详解】当电键S闭合时，电阻R、R2被短路．根据欧姆定律求出流过R3的电流，即电流表的读1数．电容器的电压等于R3两端的电压，求出电压，再求解电容器的电量．断开电键S后，电容器通过R、R2放电，R、R2相当并联后与R3串联．再求解通过R2的电量．11（1）当电键

7、S闭合时，电阻R1、R2被短路．根据欧姆定律得E0.4A电流表的读数IrR3（2）电容器所带的电量QCU3CIR34.8105C（3）断开电键S后，电容器相当于电源，外电路是R1、R2相当并联后与R3串联．由于各个电阻都相等，则通过R2的电量为Q1Q2.4105C26．在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm．电源电动势E=400V，内电阻r=20Ω，电阻R1=1980Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v0=1.

8、0m/s竖直向上射入两板间，小球-7-4恰好能到达A板．若小球所带电荷量q=1.0×10C，质量m=2.0×10kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s2．求：（1）A、B两金属板间的电压的大小U；（2）滑动变阻器消耗的电功率P；（3）电源的效率η．【答案】（1）U=200V（2）20W（3）99.500【解析】【详解】（1）小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中，在电场力和重力作用下做匀减速直线运动，设A、B两极板间电压为U，根据动能定理有：qUmgd