高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案含解析

由天下分享时间：2025/1/7 11:27:39 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．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=1.5Ω，电动机的线圈电阻R0=1.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求： (1)电源的路端电压； (2)电动机输出的机械功率。

【答案】(1)9V；(2)8W 【解析】【分析】【详解】

(1)流过电源的电流为I，则

IR1?U1

路端电压为U，由闭合电路欧姆定律

U?E?Ir

解得

U?9V

(2)电动机两端的电压为

UM?E?I(R1?r)

电动机消耗的机械功率为

P?UMI?I2R0

解得

P?8W

2．平行导轨P、Q相距l＝1 m，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d＝10 mm，定值电阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金属棒ab的电阻r＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m＝1×10好．且速度保持恒定．试求：

－14

kg，电荷量q＝－

1×10－14C的微粒恰好静止不动．取g＝10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良

(1)匀强磁场的方向和MN两点间的电势差 (2)ab两端的路端电压； (3)金属棒ab运动的速度．

【答案】(1) 竖直向下；0.1 V(2)0.4 V. (3) 1 m/s. 【解析】【详解】

（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M板带正电．ab棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab棒等效于电源，感应电流方向由b→a，其a端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下．微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg＝Eq 又E＝UMN d所以UMN＝

mgd＝0.1 V qUMN（2）由欧姆定律得通过R3的电流为I＝＝0.05 A

R3则ab棒两端的电压为Uab＝UMN＋I×0.5R1＝0.4 V. （3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势E＝BLv 由闭合电路欧姆定律得E＝Uab＋Ir＝0.5 V 联立解得v＝1 m/s.

3．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?P1?6A R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?P2?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．

4．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

5．手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。设一节新电池的电动势E1=1.5V，内阻r1=0.3Ω；一节旧电池的电动势E2=1.2V，内阻r2=4.3Ω。手电筒使用的小灯泡的电阻R=4.4Ω。求： (1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；

(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r2上的电压； (3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。

【答案】(1)2.64V；(2)1.29V；(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压Ur大于其电动势E2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】

(1)两节新电池串联时，电流

I=灯泡两端的电压

2E1?0.6A R?2r1U?IR?2.64V

(2)一新、一旧电池串联时，电流

I?=灯泡两端的电压

E1?E2?0.3A

R?r1?r2U??I?R?1.32V

旧电池的内阻r2上的电压

Ur?I?r2?1.29V

(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压Ur大于其电动势E2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小。

6．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