(物理)物理闭合电路的欧姆定律专项习题及答案解析.docx

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1、（物理）物理闭合电路的欧姆定律专项习题及答案解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示，R1＝R3＝2R2＝2R4，电键S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，带电量为q的小球恰好处于静止状态；现将电键S断开，小球将向电容器某一个极板运动。若不计电源内阻，求：(1)电源的电动势大小；(2)小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。2mgdgd【答案】(1)E(2)v0q3【解析】【详解】(1)电键S闭合时，R1、R3并联与R4串联，(R2中没有电流通过)UC＝U4＝1E2对带电小球有：qUCqEmg2dd2mgd得：Eq(2)电键S断开后，R1

2、、R4串联，则E2mgdUC33q小球向下运动与下极板相碰前瞬间，由动能定理得mgdqUC1mv2222gd解得：v032．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v=4m/s竖直向上射入两板间，小球恰能到达A板。若小球带电荷量为0-2-22q=1×10C，质量为m=2×10kg，不考虑空气阻力，取g=10m/s。求：（1）A、B两板间的电压U；（2）滑动变阻器接入电路的阻值RP；（3）电源的输出功率P。【答案】（1）8V；

3、（2）8；（3）23W【解析】【详解】（1）对小球从B到A的过程，由动能定理：qUmgd01mv22解得：U=8V（2）由欧姆定律有：IU电流为：IRP解得：RP8EURr（3）根据电功率公式有：PI2RRp解得：P23W3．如图所示，E=l0V，r=1Ω，R1=R3=5Ω，R2=4Ω，C=100μF，当断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态；求：(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量．【答案】(1)g，方向竖直向上－4(2)4×10C【解析】【详解】（1）开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝mg且qE竖直向上．S闭合后，

4、qE＝mg的平衡关系被打破．S断开时，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有R2UCE4V，R2R1rqUCdmgS闭合后，R2UCE8VR2r设带电粒子加速度为a，则qUC'mgma，d解得a＝g，方向竖直向上．（2）S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以－4Q＝C（UC′－UC）＝4×10C4．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

5、-5Q-5=2.410C【答案】（1）0.4A（2）4.8×10C（3）2【解析】【分析】【详解】当电键S闭合时，电阻R1、R2被短路．根据欧姆定律求出流过R3的电流，即电流表的读数．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R1、R2放电，R1、R2相当并联后与R3串联．再求解通过R2的电量．（1）当电键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

6、等，则通过R2的电量为Q1Q2.4105C25．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=1.0m/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=2

7、00V（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：12qUmgd0mv0，解得：U=200V．（2）设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的E，而U=IR，电流IR1Rr3解得：R=2×10Ω滑动变阻器消耗的电功率U220W．PR（3）电源的效率P出I2(R1R)0．299.5P总I(R1Rr)0【点睛】本题电场与电路的综合应用，小球在电场中做匀减速运动，由动能定理求电压．根据电路的结构