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1、高中物理高考物理闭合电路的欧姆定律技巧小结及练习题一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为 12.5V，电源与电流表的内阻之和为0.05 。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到70A。求：（ 1）电动机未启动时车灯的功率。（ 2）电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。（忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化）【答案】（ 1） 120W ；（ 2） 67.5W【解析】【分析】【详解】(1) 电动
2、机未启动时UEIr12VPUI120W（2）电动机启动瞬间车灯两端电压U EI r9 V车灯的电阻U R1.2IU 2P67.5WR电源电动势不变，电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小，回路电流增大，内电路分得电压增大，外电路电压减小，所以车灯电功率减小。2 手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。设一节新电池的电动势E1=1.5V，内阻 r1 =0.3 ；一节旧电池的电动势E2=1.2V，内阻 r 2=4.3 。手电筒使用的小灯泡的电阻R=4.4 。求：(1)当使用两节新电池时，灯泡两
3、端的电压；(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r2 上的电压；(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。【答案】 (1)2.64V； (2)1.29V； (3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压Ur 大于其电动势E2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时，电流2E10.6AI =2r1R灯泡两端的电压UIR2.64V(2)一新、一旧电池串联时，电流E1 E20.3AI =r1Rr2灯泡两端的电压UI R1.32V旧电池的内阻r 2 上的电压U rI r21.29V(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电
4、压U大于其电动势E（或其消耗的电压大于其提供的r2电压），灯泡的电压变小。3 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U 外4 A 1.0AIR4由闭合电路欧姆定律EI (Rr )代入数据解得r=0.8 当外电路并联一个6.0 的电阻时46R并2.446电路中的总电流E4.8IA=1.5AR并 r2.4 0.8所以路端电压UI R并1.52.4V3.6V4 如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串
5、有一滑动变阻器R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K 相连整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B一质量为m，电阻不计的金属棒ab 横跨在导轨上已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻（1）当 K 接 1 时，金属棒ab 在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值R 为多大？（2）当 K 接 2 后，金属棒ab 从静止开始下落，下落距离度的大小为多大？下落s 的过程中所需的时间为多少？s 时达到稳定速度，则此稳定速（3） ab 达到稳定速度后，将开关 K 突然接到 3 ，试通过推导，说明 ab 作何种性质的运动？
6、求 ab 再下落距离 s 时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿）【答案】（ 1）EBLB4L4sm2 gR02（ 3）匀加速直线运动mgsCB2 L2r （ 2）2 L2mgmgR0 B2 L2m cB【解析】【详解】（1）金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止，由 BIL=mgEIR rEBLr得 Rmg（2）由 mgB2 L2vR0mgR0得 vB2 L2由动量定理，得mgtBILt mv 其中 q ItBLsR0B4 L4 s m2 gR02得mgR0 B2 L2tqC UCBL vCBLv（3） K 接 3 后的充电电流 IttCBLattmg-BIL=ma得
7、 amg2 =常数2LmCB所以 ab 棒的运动性质是“匀加速直线运动”，电流是恒定的v22-v2=2as根据能量转化与守恒得E mgs ( 1 mv221 mv2 )22解得 ：mgsCB2 L2E2L2m cB【点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，关键要会推导加速度的表达式，通过分析棒的受力情况，确定其运动情况5 如图所示， R 为电阻箱， V 为理想电压表当电阻箱读数为R1 2时，电压表读数为U1 4V；当电阻箱读数为R2 5时，电压表读数为U2 5V求：（1）电源的电动势 E 和内阻 r（2）当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm 为多少？【答案】（ 1）
8、E=6 V r =1 （ 2）当 R=r=1 时， Pm=9 W【解析】【详解】（1）由闭合电路欧姆定律EUIr 得：EU 1U 1r ，代入得 E 4442r ，R12EU 2U 2 r ，代入得： E55 r5r ，R25联立上式并代入数据解得：E=6V， r=1 （2）当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时电源的输出功率最大，即有R=r=1 电源的输出功率最大为：PmI 2 R( E ) 2 rE262W9W ；2r4r416 如图所示的电路中，电源的电动势E12V ，内阻未知，R18， R21.5， L 为规格“ 3V ， 3W ”的灯泡，开关S 断开时，灯泡恰好正常发光（不考虑温度对灯泡电
9、阻的影响）试求：（ 1）灯泡的额定电流和和灯丝电阻；（ 2）电源的内阻；（ 3）开关 S 闭合时，灯泡实际消耗的功率【答案】 （1） 1A3（ 2） 1（ 3） 0.48W【解析】（1）灯泡的额定电流I 0P03A 1A，灯丝电阻 RU 0 23 ；U 03LP0（2）断开 S 时，灯 L 正常发光，即I 1I 0 ，根据闭合电路欧姆定律E I（0 R1RL r），得 rE( R1RL )121 ；I 08 31（3）闭合 S 时，设外电路总电阻为R外 ， R并RL R231.5RL R231 ；1.5所以 R外R并 R1189 ；设干路电流为 I 总 ，则 I 总Er12 A1.2A ；R外91RL R2灯两端的电压 U L ，则 U LI 总 1.2 1V 1.2V ； RL R2灯的实际功率为PL ： PLU L21.2 1.2W 0.48W RL3点睛：对于直流电路的计算问题，往往先求出局部的电阻，再求出外电路总电阻，根据欧姆定律求出路端电压和总电
