【物理】高考物理闭合电路的欧姆定律专项训练100(附答案)含解析

由天下分享时间：2025/2/10 14:13:51 加入收藏我要投稿点赞

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。

【答案】(1)E?【解析】【详解】

2mgd(2)v0?qgd 3(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＝

对带电小球有：

1E 2mg?得：E?qUCqE? d2d2mgd qE2mgd? 33q(2)电键S断开后，R1、R4串联，则

??UC小球向下运动与下极板相碰前瞬间，由动能定理得

mg?解得：v0?U?d1?q?C?mv2 222gd 3

2．爱护环境，人人有责；改善环境，从我做起；文明乘车，低碳出行。随着冬季气候的变化，12月6号起，阳泉开始实行机动车单双号限行。我市的公交和出租车，已基本实现全电动覆盖。既节约了能源，又保护了环境。电机驱动的原理，可以定性简化成如图所示的电路。在水平地面上有B?5T的垂直于平面向里的磁场，电阻为1Ω的导体棒ab垂直放在宽度为0.2m的导体框上。电源E是用很多工作电压为4V的18650锂电池串联而成的，

不计电源内阻及导体框电阻。接通电源后ab恰可做匀速直线运动，若ab需要克服400N的阻力做匀速运动，问：

（1）按如图所示电路，ab会向左还是向右匀速运动？（2）电源E相当于要用多少节锂电池串联？

【答案】（1）向右；（2）100节【解析】【分析】【详解】

(1)电流方向由a到b，由左手定则可知导体棒ab受到向右的安培力，所以其向右匀速运动。

(2)ab做匀速运动，安培力与阻力相等，即

BIL?F阻?400N

解得

I?400A

则

U?IR?400V

电源E相当于要用锂电池串联节数

U400??100节 E43．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)

2md2v022mgd?【答案】E? 2qLq【解析】【详解】

由闭合电路欧姆定律得I?EE? R?R2RE 2两金属板间电压为UBA＝IR＝由牛顿第二定律得q

UBA－mg＝ma d液滴在电场中做类平抛运动，有

L＝v0t ?d212at 222md2v02mgd?联立解得E? qL2q【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．

4．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）

222EBLB4L4s?m2gR0mgsCBL?r（2）【答案】（1）（3）匀加速直线运动

mgmgR0B2L2m?cB2L2【解析】【详解】

（1）金属棒ab在磁场中恰好保持静止，由BIL=mg

I?E R?r得 R?EBL?r mgB2L2v（2）由 mg?

R0得 v?mgR0 B2L2BLs R0由动量定理，得mgt?BILt?mv 其中q?It?2B4L4s?m2gR0 得t?22mgR0BL（3）K接3后的充电电流I? mg-BIL=ma 得a??qC?UCBL?v?v???CBL?CBLa ?t?t?t?tmg=常数

m?CB2L2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=2as

根据能量转化与守恒得 ?E?mgs?(mv2?12212mv) 2mgsCB2L2解得：?E? 22m?cBL【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．如图所示，质量m=1 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1 m的光滑绝缘框架上。匀强磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中，电源的电动势E=8 V，内阻r=1 Ω。电动机M的额定功率为8 W，额定电压为4 V，线圈内阻R为0.2Ω，此时电动机正常工作（已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2）。试求:

(1)通过电动机的电流IM以及电动机的输出的功率P出； (2)通过电源的电流I总以及导体棒的电流I； (3)磁感应强度B的大小。

【答案】(1)7.2W；(2)4A；2A；(3)3T。【解析】【详解】

(1)电动机的正常工作时，有

P?U?IM

所以

IM?故电动机的输出功率为

P?2A U2P出?P?IMR?7.2W

(2)对闭合电路有

U?E?I总r

所以

I总?故流过导体棒的电流为

E?U?4A； rI?I总?IM?2A