高中物理必修3闭合电路的欧姆定律解答题训练
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一、解答题（共13题）
1、如图所示的电路中，电源电动势为，内电阻为，外电路电阻为，闭合电键S后，求：
通过电阻R的电流强度I；
电阻R两端的电压U；
电阻R上所消耗的电功率P．
2、如图所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF，当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态，
求：
（1）请判断该粒子带什么电性．
（2）S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
（3）S闭合后流过R3的总电荷量.
3、如图所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻R的U－I图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求：
（1）电源的输出功率P出是多大？
（2）电源内部损耗的电功率P内是多少？
（3）电源的效率η是多大？
4、传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表(实质是理想电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V，取g＝10m/s2．请作答：
压力F/N 0 250 500 750 1000 1250 1500 … 电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … (1)该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘何处？
(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则这个人的质量是多少？
5、如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
6、由4个电阻连接成的混联电路如图所示.R1=8Ω,R2=6Ω,R3=6Ω,R4=3Ω.求:
（1）a、d之间的总电阻?
（2）如果把24V的电压加在a、d两端,通过电阻R4的电流是多少?
7、如图，R1=6Ω，R2=8Ω，电源电压为12V，求:
(1)当S2断开，S1、S3闭合时，通过R1、R2的电流强度各为多大?
(2)当S2闭合，S1、S3断开时，电阻R1、R2两端的电压各是多大?
8、如图所示，电源内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=6Ω，灯L上标有“3V,1.5W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移动至最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光电流表为理想电表.
（1）求电源的电动势；
（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；
（3）当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？
9、如图1所示，电路中R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，M为玩具电动机，电动机线圈电阻r1=0.5Ω，A、V1、V2均理想电表。闭合开关S1、断开开关S2，在将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端的过程中，两个电压表的示数随电流表示数变化的完整图线如图2所示。
(1)求电源的电动势E和内阻r；
(2)求滑动变阻器R2的最大功率Pm；
(3)若滑动变阻器的滑动触头P滑到最左端后，再闭合开关S2，此时电流表的示数I=1.0A，求此状态下电动机的输出功率P
10、如图所示，，，，平行板电容器的两板间距离，当开关K接通时，极板中的一个质量，电荷量为的带电微粒恰好处于静止状态．g取．求：
（1）K断开后，微粒向什么方向运动，加速度为多大？
（2）若电容器的电容为，K断开后，有多少电荷量的电荷流过？
11、如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡正常发光，电压表V的示数为6V，电流表A2的示数为0.4A。只闭合开关S1。将滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表A1的示数为0.2A，灯泡的实际功率为0.4W（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求：
(1)电阻R1的阻值；
(2)灯泡L的额定功率；
(3)滑动变阻器R2的最大阻值。
12、如图所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d.管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为U，通过它的电流为I.则金属膜的电阻为多少？镀膜材料的电阻率为多少？
13、如图所示电路中，R1=5Ω，R2=7Ω，R3=8Ω，R4=10Ω，C=20μF，AB两端电压U=15V，电表为理想电表．求：
（1）电流表、电压表的示数；
（2）电容器极板所带的电荷量．
============参考答案============
一、解答题
1、（1）0.5A（2）5V（3）2.5W
【解析】
（1）根据闭合电路欧姆定律得通过电阻R的电流强度为：
（2）电阻R两端的电压为：U=IR=0.5×10V=5V（3）电阻R上所消耗的电功率为：P=I2R=0.52×10W=2.5W
2、（1）带负电（2），竖直向上（3）
【解析】
（1）电容器上极板带正电，电场力向上，则粒子带负电；
（2）S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有：
，
S闭合后有：?
设带电粒子加速度为a，则根据牛顿第二定律，有：
解得：a=g，方向竖直向上．
（3）S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以，
即．
【点睛】
本题是力电综合问题，关键是通过电路分析得到电压变化情况，然后对微粒运用牛顿第二定律列式求解．
3、（1）4W，（2）2W，（3）66.7%
【解析】
试题分析：（1）由电源的U-I图象读出电动势，求出内阻．两图线交点表示电阻与电源组成闭合电路时的工作状态，读出电压和电流，由公式P=UI求出电源的输出功率．（2）电源内部损耗的电功率由公式求解．（3）电源的总功率为，电源的效率为．代入数据求解即可．
（1）从A的图线可读出，电源的电动势E=3V，内阻
从图象的交点可读出：路端电压U=2V，电路电流I=2A则电源的输出功率为
（2）电源内部损耗的电功率
（3）电源的总功率为
故电源的效率为
【点睛】本题考查对电源和电阻伏安特性曲线的理解能力，关键要理解两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态，能直接读出电流和路端电压，从而求出电源的输出功率．
4、(1)应标在电流表刻度盘1.6×10－2A处；(2)50kg；
【解析】
（1）由压力传感器R的电阻与所受压力的关系如中表所示，可得：F=0，R=300Ω，由闭合电路欧姆定律：
即该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘1.6×10-2A处
（2）由闭合电路欧姆定律：???
由表中数据得，F=500N，由G=mg，得m=50kg如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则此人的体重是50kg
5、温度不小于50℃时，电路右侧的小灯泡会发光
【详解】
根据题意，当继电器线圈中的电流大于或等于时，由闭合电路欧姆定律求出Rt的值，从图线a中读出对应的温度，再得到温度的条件．
根据闭合电路欧姆定律得：，得：，从图线可知对应的温度是，所以温度小于时，电路右侧的小灯泡会发光．
6、（1）（2）1A
【解析】
分析电路图，电阻R3、R4并联，再和R1和R2串联，根据欧姆定律和串并联电路的特点求解．
【详解】
（1）由图可知，R3与R4并联后再与R1、R2串联，故a、d之间的总电阻为：Rad=R1+R2+R34=R1+R2+=8+6+=16（Ω）（2）由欧姆定律得干路中电流为??A设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，则得：
而??I=I3+I4；联立解得：I4=1A
7、(1)2A，1.5A(2)V，V
【详解】
(1)开关S1、S3?闭合，S2?断开时，R1与R2并联，由欧姆定律可得：
I1==2A?；
I2=＝1.5A?；
(2)开关S1、S3断开，S2闭合时，R1与R2串联，由欧姆定律可得：
I===A
U1=IR1=A×6Ω=V?；
U2=IR2=A×8Ω=V
8、(1)6V；(2)2A；(3)2Ω，2W
【详解】
（1）电源的电动势
E=UL十IR1十Ir=3V十1×2V十1×1V=6V
（2）当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，
（3）灯L电阻
RL=U2/P=6Ω
设滑动变阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联
等效电阻
由闭合电路欧姆定律
将已知量代入化简得
当R3=2Ω时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2W
9、（1）E=6V，r=2Ω（2）0.9W（3）1.875W
【解析】
由题图2可知，图线B的延长线与纵轴的交点值表示电动势，由图线A可知R1的电阻，电压表的示数变化等效于电源内阻r和定值电阻R1分得的电压变化，根据斜率求出内阻r；将Rl看成电源的内阻，当等效电源的内外电阻相等时，滑动变阻器R2的功率最大，根据闭合电路欧姆定律求解电流，再求出滑动变阻器R2的最大功率；当电流表的示数时，根据闭合电路欧姆定律求出电源的路端电压，根据并联分流求出此时通过电动机的电流，根据求出电动机的输出功率；
【详解】
解：(1)由题图2可知，图线B的延长线与纵轴的交点值表示电动势，即电源的电动势
由图线A可知
电压表的示数变化等效于电源内阻r和定值电阻R1分得的电压变化，则与电流表示数的变化的比值为，即，
解得电源内阻
(2)由图线B知，滑动变阻器接入电路的最大阻值，
根据等效电源原理可知，当时，的功率最大，
此时电流
滑动变阻器的最大功率为
(3)当电流表的示数时，电源的路端电压为
此时通过的电流为，
此时通过电动机的电流为，
则电动机的输出功率
10、（1）向下做匀加速运动??（2）
【详解】
（1）当K接通且电路稳定时，等效电路图如答图所示．
和形成闭合回路，A、B两点间的电压为
电容器中带电微粒处于平衡状态，则所受合力为零，设电容器两端电压为U，则
在支路中没有电流，两端电势相等，则
当K断开且电路再次达到稳定后，回路中无电流，电路结构可简化为下图所示：
电容器两端电压
即带电微粒将以的加速度向下做匀加速运动．
（2）K接通时，电容器所带电荷量为
K断开时，电容器所带电荷量为
有总量为的电荷从由下至上流过．
11、(1)15Ω；(2)3.6W；(3)20Ω
【详解】
(1)闭合开关S1、S2，滑动变阻器的滑片P移到a端时，电阻R1和灯泡L并联，电压表测电阻R1两端的电压，电流表A2测通过电阻R1的电流，所以电阻R1的阻值
(2)闭合开关S1、S2，滑动变阻器的滑片P移到a端时，电阻R1和灯泡L并联，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压为6V，只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P移到b端时。滑动变阻器和灯泡串联，电流表A1测电路中的电流，则灯泡的灯丝电阻
灯泡L的额定功率
(3)滑动变阻器的滑片P移到b端时阻值最大，只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P移到b端时，电路中的总电阻
滑动变阻器R2的最大阻值
R2=R总-RL=30Ω-10Ω=20Ω
12、???
【详解】
根据欧姆定律得，金属膜的电阻
．
由于金属膜的厚度很小，所以，在计算横截面积时，近似的计算方法是：若将金属膜剥下，金属膜可等效为长为L，宽为πD（周长），高为厚度为d的长方体金属膜的长度为L，横截面积s=πDd;根据，求得
.
【点睛】解决本题的关键掌握欧姆定律的公式和电阻定律的公式，并能灵活运用．
13、（1）I=3.6A，U=6V???（2）Q=1.8×10-4C
【详解】
(1)作出等效电路，可以看出，R2、R3、R4串联后与R1并联，R5上无电流通过，
R2、R3、R4串联后与R1并联的等效电阻
由欧姆定律，可得电流表的示数
电压表的示数等于R4两端电压，R4中电流
U4=I4R4=6V
(2)电容器两极板之间的电压UC=I4(R2+R3)=9V
电容器极板所带的电荷量Q=CUC=1.8×10-4C
【点睛】
本题考查串并联电路的结构及电容器的电量计算，此类问题解题的关键在于电路的简化.
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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