高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题及解析
一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律
1．如图所示电路中，R1?9Ω，R2?30Ω，开关S闭合时电压表示数为11.4V，电流表
示数为0.2A，开关S断开时电流表示数为0.3A，求： (1)电阻R3的值． (2)电源电动势和内电阻．
【答案】（1）15Ω （2）12V 1Ω 【解析】 【详解】
(1)由图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：
U?(I1?解得：
IR2)R1?IR2 R3R3?15Ω
(2) 由图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：
E?U?(I1?IR2)r?11.4?0.6r R3S断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：
E?I2(R1?R2?r)?0.3?(39?r)
联立解得：
E?12V
r?1Ω
2．某实验小组设计了如图所示的欧姆表电路，通过调控电键S和调节电阻箱R2，可使欧姆表具有“?1”和“?10”两种倍率。已知：电源电动势E?1.5V，内阻r?0.5Ω；毫安表满偏电流Ig?5mA，内阻Rg?20Ω，回答以下问题：
①图的电路中：A插孔应该接_______表笔（选填红、黑）；R1应该选用阻值为_________Ω的电阻（小数点后保留一位小数）；
②经检查，各器材均连接无误，则：当电键S断开时，欧姆表对应的倍率为___________（选填“?1”、“?10”）；
③为了测量电阻时便于读出待测电阻的阻值，需将毫安表不同刻度标出欧姆表的刻度值，其中，中央刻度
Ig2处应标的数值是________________；
④该小组选择S闭合的档位，欧姆调零操作无误，测量电阻Rx时，毫安表指针处于图位置，由此可知被测电阻Rx?_______Ω。
【答案】黑 2.2 ×10 30 45 【解析】 【详解】
①[1]欧姆档内部电源的正极接黑表笔；
[2]根据欧姆档倍率关系，可知闭合开关可以将电流表量程变为原来的10倍，根据分流特点：
R5mA?1
10?5mA?5mARg解得：R1?2.2Ω；
②[3]当电键S断开时，电流表的量程较小，在相同的电压下，根据闭合欧姆定律：
I?E R总可知电流越小，能够接入的电阻越大，所以当电键S断开时，对应?10档； ③[4]假设欧姆档内部电阻为R内，根据闭合欧姆定律：
Ig?Ig2?E R内E R内+R0则
Ig2处对应的阻值：R0?R内?30Ω；
④[5]根据闭合电路欧姆定律：
Ig?E R内2EIg? 5R内+Rx解得：Rx?45Ω。
3．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 (2)4×10－4C 【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，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
UC?R2E?4V，
R2?R1?rqUC?mg dS闭合后，
UC??设带电粒子加速度为a，则
R2E?8V R2?rqUC'?mg?ma， 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
ΔQ＝C（UC′－UC）＝4×10－4C
4．利用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻．当滑动变阻器的滑片滑到某一位
置时，电流表和电压表的示数分别为0.20A和2.90V．改变滑片的位置后，两表的示数分别为0.40A和2.80V．这个电源的电动势和内电阻各是多大？
【答案】E=3.00V，r=0.50Ω 【解析】 【分析】 【详解】
根据全电路欧姆定律联立解得：E=3.00V，r=0.50Ω
可得：
；
，
5．如图所示，电源的电动势为10 V，内阻为1 Ω，R1=3 Ω，R2=6 Ω，C=30 μF求：
（1）闭合电键S，稳定后通过电阻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）1 A （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： I?E10?A?1A
R1?R2?r3?6?1（2）闭合开关S时，电容器两端的电压即R2两端的电压，为：U2=IR2=1×6V=6V 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： Q=C（E-U2）=3×10-5×（10-6）C=1.2×10-4C
6．如图所示，电路由一个电动势为E、内电阻为r的电源和一个滑动变阻器R组成。请推导当满足什么条件时，电源输出功率最大，并写出最大值的表达式。
E2【答案】
4r【解析】 【分析】 【详解】
由闭合电路欧姆定律
I?电源的输出功率
E R?rP?I2R
得
E2RP?
(R?r)2有
E2RP? 2(R?r)?4Rr当R=r时，P有最大值，最大值为
E2. Pm?4r
7．如图所示，电源电动势E＝27 V，内阻r＝2 Ω，固定电阻R2＝4 Ω，R1为光敏电阻．C为平行板电容器，其电容C＝3pF，虚线到两极板距离相等，极板长L＝0.2 m，间距d＝1.0×10－2 m．P为一圆盘，由形状相同透光率不同的二个扇形a、b构成，它可绕AA′轴转动．当细光束通过扇形a、b照射光敏电阻R1时，R1的阻值分别为12 Ω、3 Ω.有带电量为q＝－1.0×10－4 C微粒沿图中虚线以速度v0＝10 m/s连续射入C的电场中．假设照在R1上的光强发生变化时R1阻值立即有相应的改变．重力加速度为g＝10 m/s2.
(1)求细光束通过a照射到R1上时，电容器所带的电量；
(2)细光束通过a照射到R1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，求细光束通过b照射到R1上时带电微粒能否从C的电场中射出．
?11【答案】（1）Q?1.8?10C（2）带电粒子能从C的电场中射出
【解析】 【分析】
由闭合电路欧姆定律求出电路中电流，再由欧姆定律求出电容器的电压，即可由Q=CU求其电量；细光束通过a照射到R1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，电场力与重力二力平衡．细光束通过b照射到R1上时，根据牛顿第二定律求粒子的加速度，由类平抛运动分位移规律分析微粒能否从C的电场中射出．
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