高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧和训练方法及练习题(含答案)
一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律
1．如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5V，2.5W”的小灯泡正常发光，当开关S接b点时，标有“4V，4W”的电动机正常工作．求电源的电动势和内阻．
【答案】6V，2Ω 【解析】 【详解】
当开关接a时，电路中的电流为
I1=
由闭合电路欧姆定律得
E=U1＋I1r
当开关接b时，电路中的电流为
I2=
由闭合电路欧姆定律得
E=U2＋I2r
联立解得
E=6V r=2Ω.
P2.51=A=0.5A. U15P24=A=1A. U24
2．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1Ω，电炉电阻R＝19Ω，电解槽电阻r′＝0.5Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W；S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变)．试求：
（1）电源的电动势；
（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；
（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率． 【答案】（1）120V（2）20A（3）1700W 【解析】
（1）S1闭合，S2断开时电炉中电流I0?电源电动势E?I0(R?r)?120V； （2）S1、S2都闭合时电炉中电流为IB?电源路端电压为U?IRR?95V 流过电源的电流为I?P1?6A RP2?5A RE?U?25A r流过电槽的电流为IA?I?IB?20A； （3）电解槽消耗的电功率PA?IAU?1900W
2'电解槽内热损耗功率P热?IAr?200W
电解槽转化成化学能的功率为PA?P化?P热?1700W．
点睛：电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流．
3．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
4．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
5．如图所示，电源电动势E=30 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=4 Ω，R2=10 Ω．两正对的平行金属板长L=0.2 m，两板间的距离d=0.1 m．闭合开关S后，一质量m=5×10﹣8kg，电荷量
q=+4×10﹣6C的粒子以平行于两板且大小为 =5×102m/s的初速度从两板的正中间射入，求粒子在两平行金属板间运动的过程中沿垂直于板方向发生的位移大小？（不考虑粒子的重力）
【答案】
【解析】根据闭合电路欧姆定律，有：电场强度：L=v0t y=at2 其中：
粒子做类似平抛运动，根据分运动公式，有：
联立解得：
合电路欧姆定律和类似平抛运动的分运动公式列式求解．
点睛：本题是简单的力电综合问题，关键是明确电路结构和粒子的运动规律，然后根据闭
6．如图所示的电路中，电阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，电源内电阻r=1Ω，闭合开关S，理想电流表的示数I2=0.4A．求： （1）电阻R3两端的电压U3； （2）流过电阻R1的电流I1的大小； （3）电源的总功率P．
【答案】（1）6.0V（2）0.6A（3）7.2W 【解析】 【详解】
（1）电阻R3两端有电压为
U3?I2R2?0.4?15?6.0（V）
（2）通过电阻R3的电流大小：
I3?流过电阻R1的电流大小为：
U3?0.2A R3I1=I2+I3=0.4+0.2=0.6A
（3）电源的电动势为：
E?I1r?I1R1?U3?0.6?1?0.6?9?6?12V
电源的总功率为
P=I1E=7.2W
或P?I1?r?R1?R2//R3?=7.2W
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7．光伏发电是一种新兴的清洁发电方式，预计到2024年合肥将建成世界一流光伏制造基地，打造成为中国光伏应用第一城。某太阳能电池板，测得它不接负载时的电压为900mV，短路电流为45mA，若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连接成闭合电路，则，
(1)该太阳能电池板的内阻是多大？ (2)电阻器两端的电压是多大？
(3)通电10分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大？ 【答案】(1) 20Ω (2) 0.45V (3) 6.075J 【解析】 【详解】
(1)根据欧姆定律有：
r?解得：
E， Isr?20Ω；
(2)闭合电路欧姆定律有：
I?解得：
E，U?IR， R?rU?0.45V；
(3)由焦耳定律有：
Q?I2RT，
解得：
Q?6.075J。
答：(1)该太阳能电池板的内阻r?20Ω； (2)电阻器两端的电压U?0.45V；
(3)通电10分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量Q?6.075J。
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