高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)含解析
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，金属导轨平面动摩擦因数μ＝0.2，与水平方向成θ＝37°角，其一端接有电动势E＝4.5V，内阻r＝0.5Ω的直流电源。现把一质量m＝0.1kg的导体棒ab放在导轨上，导体棒与导轨接触的两点间距离L＝2m，电阻R＝2.5Ω，金属导轨电阻不计。在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5T，方向竖直向上的匀强磁场。己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2（不考虑电磁感应影响），求： (1)通过导体棒中电流大小和导体棒所受安培力大小； (2)导体棒加速度大小和方向。
【答案】(1) 1.5A，1.5N；(2)2.6m/s2，方向沿导轨平面向上 【解析】 【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律可得
EI? ?1.5A R?r根据安培力公式可得导体棒所受安培力大小为
F?BIL?1.5N
(2)对导体棒受力分析，根据牛顿第二定律有
BILcosθ?mgsinθ? f?ma
f??FN???mgcosθ?BILsinθ?
联立可得
a? 2.6m/s2
方向沿导轨平面向上
4．如图所示，在A、B两点间接一电动势为4V，内电阻为1?的直流电源，电阻
R1、R2、R3的阻值均为4?，电容器的电容为30?F，电流表内阻不计，当电键S闭合
时，求：
（1）电流表的读数． （2）电容器所带的电量．
（3）断开电键S后，通过R2的电量．
【答案】（1）0.8A；（2）9.6?10?5C；（3）4.8?10?5C 【解析】
试题分析：当电键S闭合时，电阻R1、R2被短路．根据欧姆定律求出流过R3的电流，即电流表的读数．电容器的电压等于R3两端的电压，求出电压，再求解电容器的电量．断开电键S后，电容器通过R1、R2放电，R1、R2相当并联后与R3串联．再求解通过R2的电量．
（1）当电键S闭合时，电阻R1、R2被短路．根据欧姆定律得： 电流表的读数I?E4?A?0.8A R3?r4?1?6?5（2）电容器所带的电量Q?CU3?CIR3?30?10?0.8?4C?9.6?10C
（3）断开电键S后，电容器相当于电源，外电路是R1、R2相当并联后与R3串联．由于各个电阻都相等，则通过R2的电量为Q??1Q?4.8?10?5C 2
5．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：
；
，
6．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
7．如图所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻R的U－I图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求：
（1）电源的输出功率P出是多大？ （2）电源内部损耗的电功率P内是多少？ （3）电源的效率η是多大？
【答案】（1）4W，（2）2W，（3）66.7%
【解析】试题分析：（1）由电源的U-I图象读出电动势，求出内阻．两图线交点表示电阻与电源组成闭合电路时的工作状态，读出电压和电流，由公式P=UI求出电源的输出功率
2P出．（2）电源内部损耗的电功率由公式P?Ir求解．（3）电源的总功率为内P总?IE，电源的效率为??P出．代入数据求解即可． P总E3???0.5? Im6（1）从A的图线可读出，电源的电动势 E=3V，内阻r?从图象的交点可读出：路端电压U=2V，电路电流I=2A 则电源的输出功率为P出?UI?2?2W?4W
（2）电源内部损耗的电功率PW?2W 内?Ir?2?0.5（3）电源的总功率为P总?IE?2?3W?6W 故电源的效率为??22P4出??100%?66.7% P6总【点睛】本题考查对电源和电阻伏安特性曲线的理解能力，关键要理解两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态，能直接读出电流和路端电压，从而求出电源的输出功率．
8．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．计算： （1）定值电阻R2的阻值； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电源的电动势和内阻．
【答案】（1）5Ω（2）300Ω （3）20V；20Ω 【解析】 【详解】
（1）当R3的滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：
R2?UB4???5? IB0.8（2）滑动变阻器的滑片置于最左端时，R3阻值最大．设此时外电路总电阻为R，由图像中
高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题(含答案)含解析
