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最新高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编( 含答案 )一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 如图所示电路,A、B 两点间接上一电动势为4V、内电阻为1 的直流电源,三个电阻的阻值均为4,电容器的电容为20 F,电流表内阻不计,求:(1)闭合开关 S 后,电容器所带电荷量;(2)断开开关 S 后,通过R2 的电荷量。【答案】 (1)6.4 10-5C; (2) 3.210 5 C【解析】【分析】【详解】(1) 当电键 S 闭合时,电阻R1 、 R2 被短路,据欧姆定律得电流表的读数为IE14A0.8ArR34电容器所带电荷量Q CU 3 CIR 3201060.84C 6.4 10 5 C(2)断开电键后,电容器相当于电源,外电路R1 、 R2 并联后与 R3 串联,由于各个电阻相等,则通过 R2 的电荷量为Q1 Q3.210 5 C22 如图所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A、 B间的距离为d,金属板长为 L,在两金属板左端正中间位置 M,有一个小液滴以初速度 v0 水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为 m,带负电,电荷量为 q要使液滴从 B板右侧边缘射出电场,电动势E是多大? ( 重力加速度用 g 表示 )【答案】 E2md 2v022mgd2qqL【解析】【详解】由闭合电路欧姆定律得EEI2RR RE两金属板间电压为UBA IR2由牛顿第二定律得q U BA mgmad液滴在电场中做类平抛运动,有0d12L v t2at2联立解得 E2md 2v022mgdqL2q【点睛】题是电路与电场两部分知识的综合,关键是确定电容器的电压与电动势的关系,掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律3 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 4cm,电源电动势 E 24V,内电阻r 1,电阻 R 15,闭合开关S待电路稳定后,一带电量q110 5C,质量m 210 4kg的小球恰好静止于两板之间取g 10m/s 2求:( 1)两板间的电压;( 2)滑动变阻器接入电路的阻值【答案】( 1) 8V( 2)8【解析】【详解】(1)对小球,由平衡条件得:mgqE ,又 EU,d整理并代入数据解得:Umgd2 10 410 0.04 V 8V ;q110 5(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为RP ,由闭合电路欧姆定律得:EI,RRPr而UIRP ,则得:ERPU,RRPr代入数据可得:24RP8,15RP1解得:RP8。答:(1)两板间的电压为8V;(2)滑动变阻器接入电路的阻值为8.4 在如图( a)所示的电路中,R1 为定值电阻, R2 为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑动触头 P 从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图所示,则:(1) V1 表示数随电流变化的图像是甲乙两条图线中的哪条?并求出定值电阻R1 的阻值;( 2)求电源的电动势和内阻大小;( 3)求电源效率的最大值和电源最大输出功率.【答案】( 1) V1表的示数随电流变化的图像是乙图线,R1 5 ;( 2) E6V ,r 5 ;( 3)max 83.3% , P外max 1.8W 。【解析】【详解】( 1)由图可知,三电阻串联, V1 测 R1 两端的电压, V2 测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。E当滑片向左端滑动时,接入电路中的电阻减小,电路中的总电阻减小,由I可知,R总电路中的电流增大,因R1 为定值电阻,则其两端的电压U R1 IR1 满足成正比关系,图象乙满足 U-I 成正比增函数,故V1 表的示数随电流变化的图像是乙图线。由图象可知, R1 两端的电压 U1=3V,电路中的电流为:I1=0.6A,则电阻 R1 的阻值为:U 13;R15I10.6( 2)综述可知 V2 表的示数随电流变化的图像是甲图线,取两组数据由全电路的欧姆定律可知:4E0.2(R1r )0E0.6( R1r )联立可得:E6V ;r5;(3)根据电源的效率为:P外 100%=U100%P总E故当电源的路端电压最大时,电源的效率最大;而电路 R2 的阻值增大,总电流减小,路端电压增大,即R2 的阻值最大时,可求得电源的最大效率,由图像甲可知最小电流为0.2A 时, R1的电压21V, R 的电压 4V,有:U maxU R1U R2(4 1)V则最大效率为:max = U max100%= 5 100%83.3%E6电源的输出功率为:PI2(R1 R2 ) (E2(R1R2 )E 2)外R1R2r( R1 R2r )2(R14rR2 )故理论上当 R1R2r 时,即 R2 0,电源的输出功率最大,此时滑片在最左端,P外max = E262W1.8W 。4r455 如图所示,图线AB 是某闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线,OM 是某定值电阻 R 的伏安特性曲线,由图求:( 1) R 的阻值;( 2)处于直线 OM 与 AB 交点 C 时电源的输出功率;( 3)电源的最大输出功率。【答案】 (1)( 2) 8W ( 3) 9W【解析】【分析】(1)根据伏安特性曲线的斜率求出电阻的阻值(2)交点对应的电压和电流为电源输出电压和输出电流,根据 P=UI 求出电源的输出功率( 3)当外电阻等于内阻时,电源输出功率最大【详解】(1) OM 是电阻的伏安特性曲线,电阻:( 2)交点 C 处电源的输出功率为:( 3)电源的最大输出功率 Pm,是在外电阻的阻值恰等于电源内电阻时达到的答:( 1)R 的阻值为2(2)处于直线OM 与 AB 交点 C 时电源的输出功率为8W( 3)电源的最大输出功率为 9W 【点睛】对于图线关键要根据物理规律,从数学角度来理解其物理意义本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义6 在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和 1.0 V;重新调节R 使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和 15.0 V。求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻。【答案】 22.0 W2 【解析】【详解】当电流表和电压表的示数为0.5 A 和1.0 V时,电动机停止工作,电动机中只有电动机的内阻消耗电能,其阻值rU 11.0I120.5当电动机正常工作时,电流表、电压表示数分别为2.0 A 和 15.0 V,则电动机的总功率P总 U 2 I 215.02.0 W 30.0 W线圈电阻的热功率热Ir2P2.02 W 8.0 W所以电动机的输出功率P输出 P总 P热30.0 W 8.0 W 22.0 W7 一电源的电动势为6V、外接电阻R1 3.0 时,路端电压为4.5V求:( 1)该电源的内阻多大?( 2)如果在外电路再串联一个R2 6.0 的电阻,流过电源的电流是多大?【答案】( 1)该电源的内阻为 1.0 ;( 2)如果在外电路再串联一个 R2 6.0 的电阻,流过电源的电流是 2.0A。【解析】【分析】【详解】(1)由闭合电路欧姆定律可得:EU R1r R1代入数据得r 1.0 ;(2)根据并联电路规律可得:R 1R 263;R 并 2.0R 1 R 263根据闭合电路欧姆定律有:I E = 6 =2.0
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