高考物理闭合电路的欧姆定律专项练习及解析.docx

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1、高考物理闭合电路的欧姆定律专项练习及解析一、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)3.2105C【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IE14A0.8ArR34电容器所带电荷量QCU3CIR3201060.84C6.4105C(2)断开电键后，电容

2、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Q1Q3.2105C22．平行导轨P、Q相距l＝1m，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＝10mm，定值电阻R1＝R2＝12Ω，R3＝2Ω，金属棒ab的电阻r＝2Ω，其他电阻不计．磁感应强度B＝0.5T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＝1×1014kg，电荷量q＝－1×－14210C的微粒恰好静止不动．取g＝10m/s，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒

3、定．试求：E＝BLv(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；0.1V(2)0.4V.(3)1m/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＝UMNdmgd所以UMN＝＝0.1Vq（2）由欧姆定律得

4、通过R3的电流为I＝UMN＝0.05AR3则ab棒两端的电压为Uab＝UMN＋I×0.5R1＝0.4V.（3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势由闭合电路欧姆定律得E＝Uab＋Ir＝0.5V联立解得v＝1m/s.3．如图所示，电解槽R＝19Ω，电解槽电阻合时，电炉消耗功率为A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1Ω，电炉电阻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）S、S闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功

5、率．12【答案】（1）120V（2）20A（3）1700W【解析】12I0P16A（1）S闭合，S断开时电炉中电流R电源电动势EI0(Rr)120V；12IBP25A（2）S、S都闭合时电炉中电流为R电源路端电压为UIRR95V流过电源的电流为EU25AIr流过电槽的电流为IAIIB20A；（3）电解槽消耗的电功率PAIAU1900W电解槽内热损耗功率P热IA2r'200W电解槽转化成化学能的功率为P化PAP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，R14，R2

6、6，C30F，电池的内阻r2，电动势E12V．（1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流．（2）求将开关断开后流过R1的总电荷量．【答案】（1）1A；（2）1.8104C【解析】【详解】（1）闭合开关S电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，R1与R2串联，由闭合电路的欧姆定律有：E121AIr462R1R2所以稳定后通过R1的电流为1A．（2）闭合开关S后，电容器两端的电压与R2的相等，有UC16V6V将开关S断开后，电容器两端的电压与电源的电动势相等，有UC'E12V流过R1的总电荷量为QCUC'CUC30106126C1.8104C5．如图所示电路中

7、，r是电源的内阻，R12是外电路中的电阻，如果用r12分和RP，P和P别表示电阻r，R12上所消耗的功率，当12，RR=R=r时，求：(1)Ir∶I1∶I2等于多少(2)Pr∶P1∶P2等于多少【答案】(1)2：1：1；(2)4：1：1。【解析】【详解】(1)设干路电流为I，流过R1和R2的电流分别为I1和I2。由题，R1和R2并联，电压相等，电阻也相等，则电流相等，故1I1=I2=I2即Ir∶I1∶I2=2：1：1(2)根据公式P=I2R，三个电阻相等，功率之比等于电流平方之比，即Pr：P1：P2=4：1：16．如图所示，电路由一个电动势为E、内电阻

8、为r的电源和一个滑动变阻器R组成。请推导当满足什么条件时，电源输出功率最大，并写出最大值的表达