1、（物理）物理闭合电路的欧姆定律模拟试题含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1电源的电动势为4.8V、外电阻为4.0时，路端电压为4.0V。如果在外电路并联一个6.0的电阻，路端电压是多大？【答案】3.6V【解析】【详解】由题意可知当外电阻为4.0时，根据欧姆定律可知电流由闭合电路欧姆定律代入数据解得r=0.8当外电路并联一个6.0的电阻时电路中的总电流所以路端电压2如图所示电路中，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用Pr，P1和P2分别表示电阻r，R1，R2上所消耗的功率，当R1=R2= r时，求：(1)IrI1I2等于多少(2)PrP1P2等于多少【答案】(1)2：1：
2、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I1=I2=I即IrI1I2=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=4：1：13在图中R114，R29当开关处于位置1时，电流表读数I10.2A；当开关处于位置2时，电流表读数I20.3A求电源的电动势E和内电阻r【答案】3V，1【解析】【详解】当开关处于位置1时，根据闭合电路欧姆定律得：E=I1（R1+r）当开关处于位置2时，根据闭合电路欧姆定律得：E=I2（R2+r）代入解得：r
3、=1，E=3V答：电源的电动势E=3V，内电阻r=14在如图所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0，电路中电阻为1.5，小型直流电动机M的内阻为闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A求： （1）电动机两端的电压；（2）电源输出的电功率【答案】（1）7.0V（2）20W【解析】试题分析：（1）电动机两端的电压等于电源电动势减去内阻电压与电阻电压之和，（2）电源输出的电功率等于电源的总功率减去热功率.（1）电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为（2）电源的输出的功率为： 5如图所示，电路由一个电动势为E、内电阻为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，
4、电源输出功率最大，并写出最大值的表达式。【答案】【解析】【分析】【详解】由闭合电路欧姆定律电源的输出功率得有当R=r时，P有最大值，最大值为.6如图所示，电源电动势E27 V，内阻r2 ，固定电阻R24 ，R1为光敏电阻C为平行板电容器，其电容C3pF，虚线到两极板距离相等，极板长L0.2 m，间距d1.0102 mP为一圆盘，由形状相同透光率不同的二个扇形a、b构成，它可绕AA轴转动当细光束通过扇形a、b照射光敏电阻R1时，R1的阻值分别为12 、3 .有带电量为q1.0104 C微粒沿图中虚线以速度v010 m/s连续射入C的电场中假设照在R1上的光强发生变化时R1阻值立即有相应的改变重力
5、加速度为g10 m/s2.(1)求细光束通过a照射到R1上时，电容器所带的电量；(2)细光束通过a照射到R1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，求细光束通过b照射到R1上时带电微粒能否从C的电场中射出【答案】（1）（2）带电粒子能从C的电场中射出【解析】【分析】由闭合电路欧姆定律求出电路中电流，再由欧姆定律求出电容器的电压，即可由Q=CU求其电量；细光束通过a照射到R1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，电场力与重力二力平衡细光束通过b照射到R1上时，根据牛顿第二定律求粒子的加速度，由类平抛运动分位移规律分析微粒能否从C的电场中射出【详解】（1）由闭合电路欧姆定律，得 又电容器板间电压，得UC=6
6、V设电容器的电量为Q，则Q=CUC解得（2）细光束通过a照射时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则有 解得 细光束通过b照射时，同理可得由牛顿第二定律，得 解得 微粒做类平抛运动，得， 解得， 所以带电粒子能从C的电场中射出【点睛】本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动，解题的关键是明确带电粒子的受力情况，判断其运动情况，对于类平抛运动，要掌握分运动的规律并能熟练运用7如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100，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）
7、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）5（2）300 （3）20V；20【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：（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A点坐标求出：代入数据解得滑动变阻器最大阻值（3）由闭合电路欧姆定律得：将图像中A、B两点的电压和电流代入得：解得8光伏发电是一种新兴的清洁发电方式，预计到2020年合肥将建成世界一流光伏制造基地，打造成为中国光伏应用第一城。某太阳能电池板，测得它不
8、接负载时的电压为900mV，短路电流为45mA，若将该电池板与一阻值为20的电阻器连接成闭合电路，则，(1)该太阳能电池板的内阻是多大？ (2)电阻器两端的电压是多大？(3)通电10分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大？【答案】(1) 20 (2) 0.45V (3) 6.075J【解析】【详解】(1)根据欧姆定律有：，解得：；(2)闭合电路欧姆定律有：，解得：；(3)由焦耳定律有：，解得：。答：(1)该太阳能电池板的内阻；(2)电阻器两端的电压；(3)通电10分钟，太阳能电池板输送给电阻器的能量。9如图，电源电动势=10V，内阻不计，R1=4，R2=6，C=30F(1)闭合电键S，求稳
9、定后通过R1的电流(2)然后将电键S断开，求这以后流过R1的总电量【答案】(1)1A (2)1.210-4 C【解析】【详解】（1）闭合开关S，当电路达到稳定后，电容器相当于开关断开，根据闭合电路欧姆定律得：（2）闭合开关S时，电容器两端的电压即电阻R2两端的电压，为：开关S断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势，为，则通过电阻R1的电荷量为：10如图所示，匀强磁场的磁感应强度，金属棒AD长，与框架宽度相同，电阻r=1.3，框架电阻不计，电阻R1=2， R2=3当金属棒以5m/s速度匀速向右运动时，求：（1）流过金属棒的感应电流为多大？（2）若图中电容器C为0.3F，则电容器中储存多少电荷量
10、？【答案】（1）0.08A（2）2.8810-8C【解析】【详解】（1）棒产生的电动势：外电阻为：通过棒的感应电流：（2）电容器两板间的电压：电容器带电量：C.11如图所示电路，电源电动势E=6V，内阻r=1外电路中电阻R1=2，R2=3，R3=7.5电容器的电容C=4F（1）电键S闭合，电路稳定时，电容器所带的电量 （2）电键从闭合到断开，流过电流表A的电量【答案】 ; 【解析】【分析】【详解】（1）电键S闭合，电路稳定时，电容器所在电路没有电流外电路总电阻为：3干路电流为：1.5A路端电压为：UEIr4.5V电容器的电压为：U11.8V所以电容器的电量： Q1CU17.210-6C，b板带
11、正电，a板带负电（2）S断开，电路稳定时，电容器的电压就是R2的电压，U23V所以电容器的电量： Q2CU21.210-5C，a板带正电，b板带负电则流过电流表A的电量 QQ1Q21.9210-5C【点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，关键要同学们能理清电路的结构，明确电容器的电压与哪部分电路的电压相等，要知道电路稳定时，电容器所在电路没有电流，其电压与所并联的电路两端的电压相等12如图a所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L1m，导轨平面与水平面成370角，下端连接阻值为R0.4的电阻匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B0.4T，质量m0.2
12、Kg、电阻R0.4的金属杆放在两导轨上，杆与导轨垂直且保持良好接触，金属导轨之间连接一理想电压表现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止沿导轨开始下滑，电压表示数U随时间t变化关系如图b所示取g10m/s2，sin3700.6，cos3700.8求：金属杆在第5s末的运动速率；第5s末外力F的功率；【答案】(1)1m/s (2)-0.8W【解析】【分析】金属杆沿金属导轨方向在三个力作用下运动，一是杆的重力在沿导轨向下方向的分力G1，二是拉力F在沿导轨向下方向的分力F1，三是沿导轨向上方向的安培力，金属杆在这几个力的作用下，向下做加速运动【详解】(1)如下图所示，F1是F的分力，G1是杆的重力的分力，沿导轨向上方向的安培力未画出，由题设条件知，电压表示数U随时间t均匀增加，说明金属杆做的是匀加速运动，由b图可得金属杆在第5s末的电压是0.2V，设此时杆的运动速率为，电压为U，电流I，由电磁感应定律和欧姆定律有因电路中只有两个相同电阻，有解得m/s故金属杆在第5s末的运动速率是1m/s(2) 金属杆做的是匀加速运动，设加速度为，此时杆受的安培力为f，有=0.2m/s2Nsin=1.2N由牛顿第二定律得N由功率公式得W因的方向与棒的运动方向相反，故在第5s末外力F的功率是-0.8W【点睛】由电阻的电压变化情况来分析金属棒的运动情况
