高中物理闭合电路的欧姆定律专题训练答案
一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律
1.如图所示电路,A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源,三个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF,电流表内阻不计,求: (1)闭合开关S后,电容器所带电荷量; (2)断开开关S后,通过R2的电荷量。
【答案】(1)6.4×10-5C;(2)3.2?10?5C 【解析】 【分析】 【详解】
(1)当电键S闭合时,电阻R1、R2被短路,据欧姆定律得电流表的读数为
I?电容器所带电荷量
E4?A?0.8A r?R31?4Q?CU3?CIR3?20?10?6?0.8?4C?6.4?10?5C
(2)断开电键后,电容器相当于电源,外电路R1、R2并联后与R3串联,由于各个电阻相等,则通过R2的电荷量为
1Q??Q?3.2?10?5C
2
2.如图所示,R1=R2=2.5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,电压表为理想电表。闭合电键S,移动滑动变阻器的滑片P,当滑片P分别滑到变阻器的两端a和b时,电源输出功率均为4.5W。求 (1)电源电动势;
(2)滑片P滑动到变阻器b端时,电压表示数。
【答案】(1) E?12V (2) U=7.5V 【解析】 【详解】
(1)当P滑到a端时,
R外1?R1?电源输出功率:
RR2?4.5? R?R2P?I2R外1?(当P滑到b端时,
E2)R外1 R外1?rR外2?R1?R?12.5?
电源输出功率:
P?I?2R外2?(得:
E2)R外2 R外2?rr?7.5? E?12V
(2)当P滑到b端时,
I??电压表示数:
E?0.6A
R外2?rU?E?I?r?7.5V
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?电源电动势E?I0(R?r)?120V;
P1?6A R(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.爱护环境,人人有责;改善环境,从我做起;文明乘车,低碳出行。随着冬季气候的变化,12月6号起,阳泉开始实行机动车单双号限行。我市的公交和出租车,已基本实现全电动覆盖。既节约了能源,又保护了环境。电机驱动的原理,可以定性简化成如图所示的电路。在水平地面上有B?5T的垂直于平面向里的磁场,电阻为1Ω的导体棒ab垂直放在宽度为0.2m的导体框上。电源E是用很多工作电压为4V的18650锂电池串联而成的,不计电源内阻及导体框电阻。接通电源后ab恰可做匀速直线运动,若ab需要克服400N的阻力做匀速运动,问:
(1)按如图所示电路,ab会向左还是向右匀速运动? (2)电源E相当于要用多少节锂电池串联?
【答案】(1)向右;(2)100节 【解析】 【分析】