- 闭合电路的欧姆定律
- 共246题
20．在如图所示的电路中，圈①、②、③处可以接小灯、电流表或电压表（均为理想电表）三种元器件，电源电动势E、内阻r均保持不变，定值电阻R1∶R2∶R3∶R4＝4∶3∶2∶1，小灯电阻RL＝R1，R1＞r，电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ）
A要使电源输出功率最大，则应该①接电流表，②
B要使电源输出功率最大，则应该①接电流表，②接小灯，③接电压表
C要使闭合电路中电源效率最高，则应该①接小灯，②接电压表，③接电流表
D要使闭合电路中电源效率最高，则应该①接小灯，②接电流表，③接电压表
正确答案
解析
若要使电源输出功率最大，则应使外电路电阻与电源内阻相等，而本题中因为R1是串联在干路中，而且R1>r，电源输出功率会随着外电路电阻的增大而减小，所以，要想让电源输出功率最大，就是让外电路的总电阻尽量小，根据串联电路特点，①应接入电流表，再观察并联部分，并联电路总电阻小于任何一个支路的电阻，且任意支路的电阻变大都会引起整个电路电阻的增大，综上考虑，②位置应接入电压表，而③位置接入电压表，A选项正确，B选项错误；
闭合电路中电源的效率η = 
考查方向
解题思路
见解析。
易错点
当外电路电阻与电源内阻相等时，电源输出功率最大；外电路电阻越大，电源效率越高。
知识点
24．如图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系，图线②表示其输出功率-电流关系．该电池组的内阻为________Ω。当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是________V。
正确答案
5Ω，30V
解析
由图线①可知，该电池组的电动势为50V，根据图线解出斜率的绝对值r=
同样的，观察②可知，当输出功率为120W时，电流为4A，所以输出电压为30V。
考查方向
解题思路
根据输出电压与电流关系的截距代表电源电动势，斜率的绝对值代表电源内阻，求出即可；再根据题干要求输出功率是120W时找出对应的输出电压。
易错点
图线截距、斜率的含义不清楚。
知识点
20.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图为汽车启动原理图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为
A车灯的电压为
B通过电动机的电流为
C电动机的电动率为
D电动机输出的机械功率为
正确答案
解析
解析：A选项，电动机启动时，外电压
B选项，当电动机未启动时，
C选项，电动机的总功率
D选项，机械功率
考查方向
1、考查非纯电阻电路的电压、电流关系点及功率的计算；
2、考查电动机总功率、热功率与输出功率的关系；
解题思路
1、根据外电压、内电压与电源电动势的关系
2、根据并联分流原理
3、根据电动机总功率的公式
4、根据电动机输出功率，热功率与总功率的关系
易错点
1、容易错误的将欧姆定律应用于非纯电阻电路；
2、对电动机输出功率、热功率与总功率的关系模糊不清。
知识点
如图所示，宽L=2m、足够长的金属导轨MN和M′N′放在倾角为θ=30°的斜面上，在N和N′之间连接一个R=2.0Ω的定值电阻，在AA′处放置一根与导轨垂直、质量m=0.8kg、电阻r=2.0Ω的金属杆，杆和导轨间的动摩擦因数μ=
16.中，通过电阻R的电量q；
17.OO′时的速度大小；
18.杆在OO′时，轻绳的拉力大小；
19.上述过程中，若拉力对杆所做的功为13J，求电阻R上的平均电功率。
正确答案
（1）
解析
由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势为：
代入数据，可得:
考查方向
法拉第电磁感应定律；电量；
解题思路
由法拉第电磁感应定律求出感应电动势、由欧姆定律求出电流、由电流定义式的变形公式求出电荷量.
易错点
关键根据电量公式结合法拉第电磁感应定律解答.
教师点评
本题考查了法拉第电磁感应定律；电量，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与闭合电路欧姆定律等知识点交汇命题.
正确答案
3m/s (4分)
解析
根据题意由几何关系：
杆的速度等于小车速度沿绳方向的分量，由运动合成与分解的知识得：
考查方向
运动的合成和分解
解题思路
根据题意由几何关系求出当杆滑到OO'时轻绳与水平方向的夹角，根据速度合成与分解的知识解答.
易错点
关键是求出当杆滑到OO'时轻绳与水平方向的夹角.
教师点评
本题考查了运动的合成和分解，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与牛顿第二定律、动能定理等知识点交汇命题.
正确答案
12.56N（4分）
解析
杆在OO′时，杆受的摩擦力
杆受的安培力
根据牛顿第二定律：
解得:
考查方向
牛顿第二定律
解题思路
杆在OO′时，对杆进行受力分析，根据牛顿第二定律解答.
易错点
关键是正确对杆进行受力分析，依牛顿第二定律列式.
教师点评
本题考查了牛顿第二定律，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与匀变速直线运动规律的综合运用等知识点交汇命题.
正确答案
2.0W （6分）
解析
根据动能定理：
解出
那么,R上的电热
此过程所用的时间
R上的平均电功率
考查方向
功能关系；功率；
解题思路
根据能量转化关系求出电路上产生的总热量，根据电路连接进而求出电阻上产生的热量，根据功率公式求出电阻上的平均功率.
易错点
关键是求出总热量后根据串并联电路关系得出电阻R上的热量.
教师点评
本题考查了功能关系、功率，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与动能定理等知识点交汇命题.
如图所示的电路中，电阻R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，R4＝18 Ω，R3为滑动变阻器，A、B为变阻器两个端点，滑动触头P在B端时，电流表的读数为2.5 A，电源的输出功率为28.125 W，电源总功率为33.75 W。（共10分）
16.求电源电动势和内电阻；
17.当滑动触头P处在R3的中点时，电流表的读数为0.9 A，则R3的阻值是多少？
正确答案
电源电动势为9V，内电阻为0.4Ω；
解析
当滑动触头P处在B端时，R3和R4均被短路，电路如图甲所示。根据并联电路的分流原理，通过R1的电流
干路中电流I＝I1＋I2＝1.25 A＋2.5 A＝3.75 A
又因P总＝P出＋I2r，即33.75 W＝28.125 W＋(3.75)2r
解得r＝0.4 Ω
外电阻R＝
电源电动势E＝IR＋Ir＝9 V
考查方向
闭合电路的欧姆定律．
解题思路
由图看出当滑动触头P处在B端时，R3和R4均被短路，R1和R2并联，根据并联电路的分流原理，求出通过R1的电流，得到干路电流，由电源的总功率与输出功率之差等于电源内电路消耗的功率，求解内电阻，由闭合电路欧姆定律求解电动势．
易错点
分析时要抓住电流表内阻不计，相当于导线，将R3短路．在理清电路结构的基础上，再根据电流关系、功率关系求解．本题也可以由P总=EI求解电源的电动势．
正确答案
当滑动触头P处在R3的中点时，电流表的读数为0.9A，则R3的阻值是18Ω．
解析
当触头处在R3的中点时，电路如图乙所示，变阻器R3的上半部分被短路，由于两并联支路上的电压相等得(＋R2)I2′＝R1I1′
又I1′R1＝E－(I2′＋I1′)r，解得I1′＝1.35 A，Rx＝9 Ω
所以R3＝2Rx＝18 Ω
考查方向
闭合电路的欧姆定律．
解题思路
当触头处在R3的中点时，电路如图乙所示，变阻器R3的上半部分被短路，画出等效电路图．
易错点
分析时要抓住电流表内阻不计，相当于导线，将R3短路．在理清电路结构的基础上，再根据电流关系、功率关系求解．本题也可以由P总=EI求解电源的电动势．
7．如图所示，电源电动势为4 V，内阻为1 Ω，电阻R1＝3 Ω，R2＝R3＝4 Ω，电流表的内阻不计，闭合S，电路达到稳定状态后，电容器两极板间电压为( )
正确答案
解析
电流表的内阻不计，R2和R3被电流表短路，根据闭合电路欧姆定律：
考查方向
闭合电路的欧姆定律；电容器与电容
解题思路
由题意可知，电流表的内阻不计，R2和R3被电流表短路，根据闭合电路欧姆定律去求电流表的读数．电容器并联在R1的两端，电容器两端的电压等于R1两端的电压，根据Q=CU1求电容器所带的电荷量.
易错点
电流表是理想电流表，抓住R2和R3被电流表短路，是分析和求解的关键.
教师点评
本题考查了闭合电路的欧姆定律；电容器与电容，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与电路的动态分析，电容器的动态分析等知识点交汇命题.
知识点
17.如图所示电路中，电源内阻不能忽略。闭合开关s后，调节R的阻值，使电压表示数增大△U，在此过程中有（ ）
正确答案
解析
电压表示数增大△U，则并联部分的电阻增大，整个电路总电阻增大，总电流减小，则R2两端电压减小，电源的内电压减小，由闭合电路欧姆定律知路端电压增大．所以R2两端电压减小量小于△U，通过通过R2的电流减小量小于
故选：B
考查方向
闭合电路的欧姆定律．
解题思路
电压表示数增大，变阻器接入电路的电阻增大，分析总电阻的变化，确定总电流的变化，判断R2两端电压的变化，根据路端电压的变化，分析R2两端电压变化量与△U的关系，由欧姆定律分析其电流的变化量．
易错点
分析时，抓住路端电压等于各部分电压之和分析各部分电压变化量的关系．
知识点
19.1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（图甲)。它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机。图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触。使铜盘转动，电阻R中就有电流通过。若所加磁场为匀强磁场，回路的 总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
A.铜盘沿顺时针方向匀速转动，由右手定则可知，电流从C流向D，所以铜片D的电势高于铜片C的电势，故A正确;
B.铜盘匀速转动，角速度不变，由
C.角速度增大1倍，由
D.由
考查方向
法拉第电磁感应定律;磁通量
解题思路
铜盘沿顺时针方向匀速转动,根据右手定则可判断出C到D的电流方向，从而判断出C点与D点的电势高低；铜盘匀速转动，由
易错点
根据
教师点评
本题考查了法拉第电磁感应定律;磁通量，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与电势、能量转化等知识点交汇命题.
知识点
15．如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k．若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图乙所示的电路．用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．（共6分）
（1）根据图甲，温度为t（t＞0℃）时电阻R的大小为__________．
（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R0、R′（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式t=__________．
（3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值__________15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．
正确答案
（1）R0+k t；（2）t=
解析
（1）已知图线的斜率为k，根据数学知识得：电阻R的大小为 R=R0+kt．
（2）根据闭合电路欧姆定律得：
联立得:
（3）由上看出，t与I是非线性关系，与欧姆表类似，温度t的刻度是不均匀的，左密右疏，则知若指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值小于15℃．
考查方向
闭合电路的欧姆定律；常见传感器的工作原理
解题思路
（1）已知图线的斜率为k，根据数学知识得到电阻R的大小．
（2）根据闭合电路欧姆定律得到电流I与R、E、R′、r的关系式，将（1）中R与t的关系代入，即可得到温度t与电流I的关系式．
（3）根据温度刻度是否均及疏密情况，确定测量值与15℃的大小关系.
易错点
根据图象得到电阻R的表达式，抓住“金属电阻温度计”的刻度与欧姆表类似，分析刻度是否均匀.
教师点评
本题考查了闭合电路的欧姆定律；常见传感器的工作原理等知识点，在近几年的各省高考题出现的频率比较高，常于图象等知识点交汇命题.
知识点
如图甲所示，在粗糙的水平面上有一滑板，滑板上固定着一个用粗细均匀的导线绕成的正方形闭合线圈，匝数N＝10，边长L＝0.4m，总电阻R=1Ω，滑板和线圈的总质量M＝2kg，滑板与地面间的动摩擦因数μ=0.5，前方有一长4L.高L的矩形区域，其下边界与线圈中心等高，区域内有垂直线圈平面的水平匀强磁场，磁感应强度大小按如图乙所示规律变化，现给线圈施加一水平拉力，使线圈以速度v=0.4m/s匀速通过矩形磁场，t=0时刻，线圈右侧恰好开始进入磁场。g=10m/s2。求：
26.t=0.5s时线圈中通过的电流；
27.线圈全部进入磁场前瞬间所需拉力的大小；
28.线圈穿过图中矩形区域过程拉力所做的功。
正确答案
0.4A(4分)
解析
线框切割磁感线产生的感应电动势为：
由闭合电路欧姆定律得：
考查方向
闭合电路欧姆定律；法拉第电磁感应定律
解题思路
导体
易错点
注意导体的切割长度，N匝相当于产生的电动势串联.
教师点评
本题考查了闭合电路欧姆定律；法拉第电磁感应定律，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与功、能量转化等知识点交汇命题.
正确答案
10.8N (6分)
解析
线框因匀速运动将要全部进入前右边导线所受向左的总安培力：
上边导线所受向下的总安培力：
滑动摩擦力
故拉力：F= F1+f =10.8N
考查方向
通电直导线在磁场中受到的力——安培力;滑动摩擦力;共点力平衡的条件及其应用
解题思路
根据安培力计算公式分别求出右边导线与上面导线在磁场中受的力，根据滑动摩擦力公式计算出摩擦力，最后根据共点力的平衡条件解答.
易错点
关键要注意导体框上面的导线受到的安培力方向向下，导至滑板对地面的正压力变大.
教师点评
本题考查了通电直导线在磁场中受到的力——安培力;滑动摩擦力;共点力平衡的条件及其应用，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与功、牛顿第二定律等知识点交汇命题.
正确答案
20.16J(10分)
解析
进入过程外力所做的功：
在磁场中运动时：
线框中形成顺时针电流：
线框上边受到向上的最大力
拉力做的功
3s后无电流，拉力做功W=2µMgL=8J
整个过程做的总功W =（4.24+7.92+8）J=20.16J
考查方向
通电直导线在磁场中受到的力——安培力;法拉第电磁感应定律;闭合电路欧姆定律；功; 楞次定律；左手定则
解题思路
由功的计算公式得进入磁场时外力做的功，当全进入磁场时，由法拉第电磁感应定律求出电动势，由楞次定律及左手定则可得此时的安培力的方向，根据导线框的运动状态结合功的试算公式求出此时拉力做的功；在3s后由于无电流，再求出此阶段拉力做的功，最后把三个阶段的功相加即可.
易错点
关键研究清楚导体框的在三个阶段的受力情况，分别计算出各阶段的功.
教师点评
本题考查了功的计算，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与共点力的平衡条件，动能定理，功能关系等知识点交汇命题.
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