高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(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．如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压．
【答案】1A； 1.38V 【解析】 【分析】 【详解】
闭合开关S后，由闭合电路欧姆定律得：
电路中的电流I为：I==A=1A
路端电压为：U=IR=1×1.38=1.38（V）
3．如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A．当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势和内电阻．
【答案】E＝2 V，r＝1 Ω 【解析】
试题分析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得： U1＝E－I1r即E＝1．6＋0．4r，①
当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得： U2＝E－I2r，
即E＝（1．6＋0．1）＋（0．4－0．1）r，② 由①②得：E＝2 V，r＝1 Ω． 考点：闭合电路欧姆定律
【名师点睛】求解电源的电动势和内阻，常常根据两种情况由闭合电路欧姆定律列方程组求解，所以要牢记闭合电路欧姆定律的不同表达形式．
4．如图所示的电路中，电源电动势Ed＝6V，内阻r＝1Ω，一定值电阻R0＝9.0Ω，变阻箱阻值在0﹣99.99Ω范围。一平行板电容器水平放置，电容器极板长L＝100cm，板间距离d＝40cm，重力加速度g＝10m/s2，此时，将变阻箱阻值调到R1＝2.0Ω，一带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，并沿直线水平穿过电容器。求： （1）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，R0的电功率是多少？
（2）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，若电容器的电容C＝2μF，则此时电容器极板上带电量多大？
（3）保持带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，变阻箱阻值调到何值时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出？
﹣
【答案】（1）2.25W （2）2×106C （3）50Ω
【解析】 【详解】
（1）当R1＝2.0Ω时，闭合回路电流I为：
I?Ed
R0?r?R1代入数据解得：I＝0.5A
所以PR0＝I2R0＝0.52×9＝2.25W； (2)当R1＝2.0Ω时，UR1＝IR1＝1V 由Q＝CU＝2×10﹣6C； (3) 当R1＝2.0Ω时，则：Mg＝qE
E?UR1 dR1Ed
R1?R0?r'电路中分压关系，则有：
UR1?调节变阻箱阻值到R1，使得带电小球刚好从上极板边缘射出，则： qE2﹣Mg＝Ma 且U'R1R1'?'Ed R1?r?R0'URE2?1
d又
d12?at 22'水平向：L＝vot
由以上各工，代入数值得R1＝50Ω。
5．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝4cm，电源电动势E＝24V，内电阻r＝1Ω，电阻R＝15Ω，闭合开关S．待电路稳定后，一带电量q＝﹣
1×10﹣5C，质量m＝2×10﹣4kg的小球恰好静止于两板之间．取g＝10m/s2．求： （1）两板间的电压；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值．
【答案】（1）8V（2）8Ω 【解析】 【详解】
(1)对小球，由平衡条件得：
mg?qE，
又E?U， d整理并代入数据解得：
mgd2?10?4?10?0.04U??V?8V；
q1?10?5(2)设此时滑动变阻器接入电路的阻值为RP， 由闭合电路欧姆定律得：
I?而
E，
R?RP?rU?IRP，
则得：
U?代入数据可得：
ERP，
R?RP?r8?解得：
24RP，
15?RP?1RP?8Ω。
答：
(1)两板间的电压为8V；
(2)滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω.
6．如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电．改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化．
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图，并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义．
（2）a．请在图2画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件．
（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和．
【答案】（1）U–I图象如图所示：
图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流 （2）a如图所示：
E2b. 4r（3）见解析 【解析】
（1）U–I图像如图所示，
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