高中物理闭合电路的欧姆定律试题经典
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＝12 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，电阻R1＝2.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1＝4.0 V，求： (1)流过电动机的电流； (2)电动机输出的机械功率； (3)电源的工作效率。
【答案】（1）2A；（2）14W；（3）91.7% 【解析】 【分析】 【详解】
(1)电动机正常工作时，总电流为
U1I＝＝ 2A R1(2)电动机两端的电压为
U＝E－Ir－U1=(12－2×0.5－4.0) V＝7 V
电动机消耗的电功率为
P电＝UI＝7×2 W＝14 W
电动机的热功率为
P热＝I2R0＝22×1 W＝4 W
电动机输出的机械功率
P机＝P电－P热＝10 W
(3)电源释放的电功率为
P释＝EI＝12×2 W＝24 W
有用功率
2P有＝UI?IR1?22W
电源的工作效率
??
P有P释=91.7%
2．如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端 分别与电源（串有一滑动变阻器 R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连．整个空间充
满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B．一质量为m，电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上．已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻．
（1）当K接1时，金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大？
（2）当 K 接 2 后，金属棒 ab 从静止开始下落，下落距离 s 时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落 s 的过程中所需的时间为多少？
（3） ab 达到稳定速度后，将开关 K 突然接到3，试通过推导，说明 ab 作何种性质的运动？求 ab 再下落距离 s 时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿）
222EBLB4L4s?m2gR0mgsCBL?r（2）【答案】（1）（3）匀加速直线运动
mgmgR0B2L2m?cB2L2【解析】 【详解】
（1）金属棒ab在磁场中恰好保持静止，由BIL=mg
I?E R?r得 R?EBL?r mgB2L2v（2）由 mg?
R0得 v?mgR0 B2L2BLs R0由动量定理，得mgt?BILt?mv 其中q?It?2B4L4s?m2gR0 得t?mgR0B2L2（3）K接3后的充电电流I? mg-BIL=ma
?qC?UCBL?v?v???CBL?CBLa ?t?t?t?t得a?mg=常数
m?CB2L2所以ab棒的运动性质是“匀加速直线运动”，电流是恒定的． v22-v2=2as
根据能量转化与守恒得 ?E?mgs?(mv2?12212mv) 2mgsCB2L2解得：?E? 22m?cBL【点睛】
本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，关键要会推导加速度的表达式，通过分析棒的受力情况，确定其运动情况．
3．如图所示，电源的电动势E?110V，电阻R1?21?，电动机绕组的电阻R?0.5?，开关S1始终闭合．当开关S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当开关S2闭合时，电阻
R1的电功率是336W，求：
（1）电源的内电阻r；
（2）开关S2闭合时电动机的效率。
【答案】（1）1Ω；（2）86.9%。 【解析】 【详解】
（1）S2断开时R1消耗的功率为P1?525W，则
?E?P???R1 1?R1?r?代入数据得r=1Ω
（2）S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2?336W，则
2U2P2?
R1解得U=84V
由闭合电路欧姆定律得
E?U?Ir
代入数据得I=26A
设流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2，则
I1?又
U?4A R1I1?I2?I
解得I2=22A
则电动机的输入功率为
PM?UI2
代入数据解得PM?1848W 电动机内阻消耗的功率为
2PR?I2R
代入数据解得PR?242W 则电动机的输出功率
P??PM?PR?1606W
所以开关S2闭合时电动机的效率
??
P??100%?86.9% PM4．一电瓶车的电源电动势E＝48V，内阻不计，其电动机线圈电阻R＝3Ω，当它以v＝4m/s的速度在水平地面上匀速行驶时，受到的阻力f＝48N。除电动机线圈生热外，不计其他能量损失，求：
(1)该电动机的输出功率； (2)电动机消耗的总功率。 【答案】(1)192W，(2)384W。 【解析】 【详解】
(1)电瓶车匀速运动，牵引力为：
F?f?48N
电动机的输出功率为：
P出?Fv?48?4W?192W；
(2)由能量守恒定律得：
2EI?P出?IR
代入数据解得：I?8A 所以电动机消耗的总功率为：
P总?EI?48?8W?384W。
5．有一个100匝的线圈，在0.2s内穿过它的磁通量从0.04Wb增加到0.14Wb，求线圈中的感应电动势为多大？如果线圈的电阻是10Ω，把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？ 【答案】50V， 0.05A． 【解析】 【详解】
已知n=100匝，△t=0.2s，△Φ=0.14Wb-0.04Wb=0.1Wb，则根据法拉第电磁感应定律得感应电动势
??0.1?100?V=50V ?t0.2由闭合电路欧姆定律得，通过电热器的电流
E50I??A=0.05A
R?r10?990
E?n6．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：
；
，
7．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？
高中物理闭合电路的欧姆定律试题经典
