1、高考物理閉合電路的歐姆定律易錯(cuò)剖析一、高考物理精講專題閉合電路的歐姆定律1.平行導(dǎo)軌P、Q相距l(xiāng) = 1 m,導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路.其中水平放置的平行板電 容器兩極板 M、N相距d=10 mm,定值電阻 Ri= R2= 12烏R3= 2 0金屬棒ab的電阻r =2 Q其他電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸浮于電容器兩極板之間，質(zhì)量 m=ixio 14kg,電荷量q=- 1 x 1014c的微粒恰好靜止不動(dòng).取g= 10 m/s2,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好.且速度保持恒定.試求：(1)勻強(qiáng)磁場的方向和 MN兩點(diǎn)間的

2、電勢差(2)ab兩端的路端電壓；金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度.【答案】(1)豎直向下；0.1 V(2)0.4 V. (3) 1 m/s.【解析】【詳解】(1)負(fù)電荷受到重力和電場力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)橹亓ωQ直向下，所以電場力豎直 向上，故M板帶正電.ab棒向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，ab棒等效于電源,感應(yīng)電流方向由b-a,其a端為電源的正極，由右手定則可判斷，磁場方向豎直向下.微粒受到重力和電場力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件有mg = Eq又 E= UMN d所以 Umn = 一- =0.1 V q(2)由歐姆定律得通過R3的電流為|=°吧=0.05 AR3則ab棒兩端的電壓

3、為 Uab=UMN+IX0.5R = 0.4 V.(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢E= BLv由閉合電路歐姆定律得E= Uab+ Ir = 0.5 V聯(lián)立解得v= 1 m/s.2.電源的電動(dòng)勢為4.8V、外電阻為4.0 Q時(shí)，路端電壓為 4.0V。如果在外電路并聯(lián)一個(gè)6.0 Q的電阻，路端電壓是多大？【答案】3.6V【解析】【詳解】由題意可知當(dāng)外電阻為4.0 時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知電流IU#-R4A 1.0A4由閉合電路歐姆定律E I (R r)代入數(shù)據(jù)解得r=0.8 Q當(dāng)外電路并聯(lián)一個(gè)6.0 的電阻時(shí)2.4電路中的總電流I所以路端電壓U4.82.4 0.8A=1.5AI 2 1.5 2.

4、4V 3.6V3.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的歐姆表電路,通過調(diào)控電鍵S和調(diào)節(jié)電阻箱R2,可使歐E 1.5V ,內(nèi)阻 r 0.5Q;毫姆表具有“ 1 ”和“ 10”兩種倍率。已知：電源電動(dòng)勢R應(yīng)該選用阻值為Q的電阻（小數(shù)點(diǎn)后保留一位小數(shù)）；經(jīng)檢查，各器材均連接無誤，則：當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，歐姆表對應(yīng)的倍率為10”）；為了測量電阻時(shí)便于讀出待測電阻的阻值，需將毫安表不同刻度標(biāo)出歐姆表的刻度值, 其中，中央刻度應(yīng)處應(yīng)標(biāo)的數(shù)值是2該小組選擇S閉合的檔位，歐姆調(diào)零操作無誤，測量電阻Rx時(shí)，毫安表指針處于圖位Qo【答案】黑 2.2 X10 30 45【解析】【詳解】1歐姆檔內(nèi)部電源的正極接黑表筆；2根據(jù)歐姆檔

5、倍率關(guān)系，可知閉合開關(guān)可以將電流表量程變?yōu)樵瓉淼?0倍，根據(jù)分流特點(diǎn)：5mAR)10 5mA 5mA R解得：Ri 2.2 Q；3當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，電流表的量程較小，在相同的電壓下，根據(jù)閉合歐姆定律：可知電流越小，能夠接入的電阻越大，所以當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，對應(yīng) 10檔;4假設(shè)歐姆檔內(nèi)部電阻為 R,根據(jù)閉合歐姆定律：1g1g2ER+R051gERj+Rx則反處對應(yīng)的阻值：R0 R 30 Q;25根據(jù)閉合電路歐姆定律：Rj1g解得：Rx 45 Qo4.在如圖所示的電路中，兩平行正對金屬板A、B水平放置，兩板間的距離 d=4.0cm.電源電動(dòng)勢E=400V,內(nèi)電阻r=20Q,電阻R=1980 Q閉合開關(guān)

6、S,待電路穩(wěn)定后，將一帶正 電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B板上的小孔以初速度 V0=1.0m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達(dá)A板.若小球所帶電荷量q=1.0X10c,質(zhì)量m=2.0 X 14kg,不考慮空氣阻力， 忽略射入小球?qū)﹄娐返挠绊懀?g=10m/s2.求： R月LaJ一小月(1) A、B兩金屬板間的電壓的大小U;(2)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率P;(3)電源的效率斗【答案】(1) U =200V (2) 20W (3) 99.5%【解析】【詳解】(1)小球從B板上的小孔射入恰好到達(dá) A板的過程中，在電場力和重力作用下做勻減速 直線運(yùn)動(dòng)，設(shè) A、B兩極板間電壓為 U,根據(jù)動(dòng)能定理有：1

7、2qU mgd 0mv0 ,2解得：U = 200 V.(2)設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值為R,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流IR R解得：R = 2 X130Q一，而rU = IR,滑動(dòng)變阻器消耗的電功率(3)電源的效率U220W.R2 -I (R1 R)-2 _P總I (R1 R r)99.5% .【點(diǎn)睛】本題電場與電路的綜合應(yīng)用，小球在電場中做勻減速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理求電壓.根據(jù)電路 的結(jié)構(gòu)，由歐姆定律求變阻器接入電路的電阻.5.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢 E 12V ,內(nèi)阻未知，R1 8 , R2 1.5 , L為規(guī)格“ 3V , 3W”的燈泡，開關(guān) S斷開時(shí)，燈泡恰好

8、正常發(fā)光.(不考慮溫度對燈泡電阻(1)燈泡的額定電流和和燈絲電阻；(2)電源的內(nèi)阻；(3)開關(guān)S閉合時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率.【答案】(1) 1A 3(2) 1(3) 0.48W【解析】,P。 3U02 -(1)燈泡的額定電流I0 ; 二A 1A,燈絲電阻Rl 3Uo 3P0(2)斷開S時(shí)，燈L正常發(fā)光，即IiIo ,根據(jù)閉合電路歐姆定律EEI 0( RRl r),得 r I 0(RiRl)12831(3)閉合S時(shí)，設(shè)外電路總電阻為RlRRlR23 1.53 1.5所以用卜 R 1設(shè)干路電流為I總，則I總129 11.2A.燈兩端的電壓Ul ,則UlRlR2RlR21.21V 1.2V燈的實(shí)際功

9、率為Pl ： PlUl21.2 1.2W30.48W .點(diǎn)睛：對于直流電路的計(jì)算問題，往往先求出局部的電阻，再求出外電路總電阻，根據(jù)歐 姆定律求出路端電壓和總電流，再計(jì)算各部分電路的電壓和電流.6 .如圖所示，電源電動(dòng)勢 E=30 V,內(nèi)阻r=1 Q電阻 R=4 Q e=10 Q兩正對的平行金屬板長L=0.2 m,兩板間的距離 d=0.1 m.閉合開關(guān)S后，一質(zhì)量 m=5X1Gkg,電荷量q=+4 x 16C的粒子以平行于兩板且大小為廿。=5 x 2m/s的初速度從兩板的正中間射入，求粒子在兩平行金屬板間運(yùn)動(dòng)的過程中沿垂直于板方向發(fā)生的位移大??？(不考慮粒子的重 力)L28小陽【解析】根據(jù)閉合

10、電路歐姆定律，有:U-/?,= -_-_X 10 = 207 r + /?! +1 + 4 + 10u 2or電場強(qiáng)度: 粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分運(yùn)動(dòng)公式，有:L=vot y= at2其中:i qE'L2 1 4 x 10 -6x 200 x 0 22口y = - -= - x= L28 x 10= 1.28mm聯(lián)立解得：2.2 5xl0A(5xl。曠點(diǎn)睛：本題是簡單的力電綜合問題，關(guān)鍵是明確電路結(jié)構(gòu)和粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律和類似平拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)公式列式求解.7 .如圖所示，線段 A為某電源的UI圖線，線段B為某電阻R的UI圖線，由上述電源 和電阻組成閉合電路時(shí)，求

11、：(1)電源的輸出功率 P出是多大？(2)電源內(nèi)部損耗的電功率 P內(nèi)是多少？(3)電源的效率 刀是多大？【答案】(1) 4W, (2) 2W, (3) 66.7%【解析】試題分析：(1)由電源的U-I圖象讀出電動(dòng)勢，求出內(nèi)阻.兩圖線交點(diǎn)表示電阻 與電源組成閉合電路時(shí)的工作狀態(tài)，讀出電壓和電流，由公式P=UI求出電源的輸出功率噸.(2)電源內(nèi)部損耗的電功率由公式 響 12r求解.(3)電源的總功率為 PRIE ,電源的效率為.代入數(shù)據(jù)求解即可.心P總(1)從A的圖線可讀出，電源的電動(dòng)勢 E=3V,內(nèi)阻r _E_ _30 5Im 6,從圖象的交點(diǎn)可讀出：路端電壓U=2V,電路電流I=2A則電源的輸

12、出功率為 UI 2 2W 4W(2)電源內(nèi)部損耗的電功率 南 12r 22 0.5W 2W(3)電源的總功率為 P總IE 2 3W 6WP 4故電源的效率為 100% 66.7%P總6【點(diǎn)睛】本題考查對電源和電阻伏安特性曲線的理解能力，關(guān)鍵要理解兩圖線的交點(diǎn)就表 示該電源和該電阻組成閉合電路時(shí)的工作狀態(tài)，能直接讀出電流和路端電壓，從而求出電 源的輸出功率.8.電路如圖所示，電源電動(dòng)勢E 28V,內(nèi)阻r =2，電阻R 12 ,R2 R4 4 ,R3 8 ,C為平行板電容器，其電容C=3.0PF虛線到兩極板間距離相等，極板長L=0.20m,兩極板的間距d 0 102m(1)若開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則

13、當(dāng)其閉合后，求流過R4的總電荷量為多少？(2)若開關(guān)S斷開時(shí)，有一帶電微粒沿虛線方向以 vo 2.0m/s的初速度射入C的電場中 剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng)，問:當(dāng)開關(guān)S閉合后，此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入 C的電 場中，能否從C的電場中射出?( g取10m/s2)【答案】(1) 6.0 1012C; (2)不能從C的電場中射出.【解析】【詳解】(1)開關(guān)S斷開時(shí)，電阻R3兩端的電壓為R3U33E 16VR2 R3 r開關(guān)S閉合后，外電阻為R1 R2 R3R1-23 6R1R2 R3路端電壓為R UE 21V.R r此時(shí)電阻R3兩端電壓為R3 U 3 U 14V 3 R2 R3則流過R4的總電

14、荷量為Q CU3 CU '3 6.0 10 12C(2)設(shè)帶電微粒質(zhì)量為 m,電荷量為q當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)有qU3 丁 mg當(dāng)開關(guān)S閉合后，設(shè)帶電微粒加速度為 a，則 ( qU 3 mgma設(shè)帶電微粒能從 C的電場中射出，則水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：Vo豎直方向的位移為：1 .2y - at2由以上各式求得13 dy 6.25 10 m -2故帶電微粒不能從C的電場中射出.9 .如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢E 11V ,內(nèi)阻r 1 ;電阻R 4 ，電阻0 6 ,電容器C 30 F ,電池內(nèi)阻r 11閉合S,求穩(wěn)定后通過電路的總電流;2閉合S,求穩(wěn)定后電容器所帶的電荷量;3然后將開關(guān)S斷開，求這以

15、后流過 R的總電量.【答案】1 1A; 2 ?.8 10 4C； 3 7.5 10 4 C.【解析】【分析】 【詳解】, E11 八1電容器相當(dāng)于斷路，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I -一-一A 1A ;R R2 r 4 6 12電阻R2的電壓為：U2 IR2 1A 6 6V , 故電容器帶電量為：Q2 CU2 30 10 6F 6V 1.8 10 4C;3斷開SB,電容器兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢，電量為：Q2' CE 30 10 6F 11V 3.3 10 4C故流過 R的電荷量為：VQ Q2' Q2 3.3 10 4C 1.8 10 4C 1.5 104c.10 .如圖所示，

16、水平放置的平行金屬導(dǎo)軌abdc,相距l(xiāng)= 0.50m, bd間連有一固定電阻R= 0.20帛導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40 T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面,導(dǎo)體棒MN垂直放在導(dǎo)軌上，其電阻也為R,導(dǎo)體棒能無摩擦地與&導(dǎo)軌滑動(dòng)，當(dāng) MN以v=4.0m/s的速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：(1)導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電動(dòng)勢的大??；(2)回路中感應(yīng)電流的大小，流過R的電流方向；(3)導(dǎo)體棒MN兩端電壓的大小.W【答案】(1) 0.80V; (2)2A, b 至Ud; (3) 0.4V?！窘馕觥俊痉治觥?1)導(dǎo)體垂直切割磁感線，由公式E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢；(2) MN相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合

17、電路歐姆定律求解感應(yīng)電流大小;(3)棒兩端的電壓是路端電壓，由U=IR即可求出結(jié)果.【詳解】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：感應(yīng)電動(dòng)勢Blv 0.80V(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得，通過 R的電流2R由右手定則可知，流過 R的電流方向?yàn)閎到d (3)導(dǎo)體棒 MN兩端電壓為路端電壓，則：U IR 0.4V【點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)、電路和磁場相結(jié)合的綜合題，應(yīng)用 E=BLw歐姆定律即可解題，要注意ab切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢，ab相當(dāng)于電源，ab兩端電勢差不是感應(yīng)電動(dòng)勢，而是路端電11 .如圖所示，電源電動(dòng)勢 E=8V,內(nèi)阻為r=0. 5Q, “3V3W的燈泡L與電動(dòng)機(jī)M串聯(lián) 接在電源上，燈泡剛好正常

18、發(fā)光，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R=1. 5Q,求：(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流;(2)電源的輸出功率；(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率.1A； (2) 7. 5W； (3) 3W【解析】 P 一試題分析：(1)燈泡L正常發(fā)光，通過燈泡的電流，Il=-= 1AU L電動(dòng)機(jī)與燈泡串聯(lián)，通過電動(dòng)機(jī)的電流Im=Il=1 (A);(2)路端電壓：U=E-Ir=7. 5 (V),電源的輸出功率：P=UI=7. 5 (W);(3)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓 Um=U-Ul=4. 5 (V)；電動(dòng)機(jī)的輸出功率 P輸出=Um Im-Im2R=3W考點(diǎn)：電功率；閉合電路歐姆定律【名師點(diǎn)睛】此題考查了電功率及閉合電路歐姆定律的應(yīng)用；注意電動(dòng)機(jī)是非純電阻電 路，