高考物理闭合电路的欧姆定律专题训练答案及解析.docx

高考物理闭合电路的欧姆定律专题训练答案及解析 一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律 1． 利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势 E 6V ，电源内阻 1 ，电阻 R 3 ，重物质量 m 0.10kg ，当将重物固定时，理想电压表的示数为 5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为 5.5V ， ( 不计摩擦， g 取 10m / s2 ). 求： 串联入电路的电动机内阻为多大？ 重物匀速上升时的速度大小． 3 匀速提升重物 3m 需要消耗电源多少能量？ 【答案】 （1） 2 ；（ 2） 1.5m / s （ 3）6J 【解析】 【分析】 根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压 . 电动机消耗的电功率等于输出 的机械功率和发热功率之和，根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度 大小，根据 W EIt 求解匀速提升重物 3m 需要消耗电源的能量． 【详解】 1 由题，电源电动势 E 6V ，电源内阻 r 1 ，当将重物固定时，电压表的示数为 5V，则根据闭合电路欧姆定律得 电路中电流为 I E U 6 5 r 1A 1 电动机的电阻 RM U IR 5 1 3 2 I 1 2 当重物匀速上升时，电压表的示数为 U E U ' 5.5V ，电路中电流为 I ' 0.5 A r 电动机两端的电压为 U M E I ' R r 6 0.5 3 1 V 4V 故电动机的输入功率 P U M I ' 4 0.5 2W 根据能量转化和守恒定律得 U M I ' mgv I '2 R 代入解得， v 1.5m / s h 3 3 匀速提升重物 3m 所需要的时间 t 2s ， v 1.5 则消耗的电能 W EI 't 6 0.5 2 6J 【点睛】 本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用 .对于电动机电路，不转动时，是纯电阻 电路，欧姆定律成立；当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立． 2． 如图所示电路中，电阻 R1 =R2=R3=10 Ω，电源内阻 r=5Ω，电压表可视为理想电表。当开 S1 和 S2 均闭合时，电压表的示数为 10V。求：（1）电源的电动势 （2）当开关 S1 闭合而 S2 断开时，电压表的示数 【答案】 (1)E=20V(2)16V 【解析】 【详解】 (1)电阻 R2 中的电流 I U 2 1A R2 外电阻 R1 R3 15 R R2 R3 R1 根据闭合电路欧姆定律 I  E R r 得 E=I（ R+r） 代入数据解得： E=1×（ 15+5） V=20V (2)当开关 S1 闭合而 S2 断开时；由闭合电路欧姆定律可知： R1 R2 U E R1 R2 R 解得： U 16V 3． 如图所示，在 A 、 B 两点间接一电动势为 4V ，内电阻为 1 的直流电源，电阻 R1 、 R2 、 R3 的阻值均为 4 ，电容器的电容为 30 F ，电流表内阻不计，当电键 S 闭合 时，求： 1）电流表的读数． 2 ）电容器所带的电量． （ 3）断开电键 S 后，通过 R2 的电量． 【答案】（ 1） 0.8A ；（ 2） 9.6 10 5 C ；（ 3） 4.8 10 5C 【解析】 试题分析：当电键 S 闭合时，电阻 R1、 R2 被短路．根据欧姆定律求出流过 R3 的电流，即 电流表的读数．电容器的电压等于 R3 两端的电压，求出电压，再求解电容器的电量．断开 电键 S 后，电容器通过 R1、 R2 放电， R1、 R2 相当并联后与 R3 串联．再求解通过 R2 的电 量． （1）当电键 S 闭合时，电阻 R1 、 R2 被短路．根据欧姆定律得： E 4 0.8A 电流表的读数 I r A R3 4 1 （2）电容器所带的电量 Q CU 3 CIR3 30 10 6 0.8 4C 9.6 10 5 C （3）断开电键 S 后，电容器相当于电源，外电路是 R1 、 R2 相当并联后与 R3 串联．由于 各个电阻都相等，则通过 R2 的电量为 Q 1 Q 4.8 10 5 C 2 4． 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=0.50 Ω 【解析】 【分析】 【详解】 根据全电路欧姆定律  可得：  ；  ， 联立解得：  E=3.00V， r=0.50  Ω 5． 如图所示的电路中