物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)

一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律

1．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=1.5Ω，电动机的线圈电阻R0=1.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求： (1)电源的路端电压； (2)电动机输出的机械功率。

【答案】(1)9V；(2)8W 【解析】 【分析】 【详解】

(1)流过电源的电流为I，则

IR1U1

路端电压为U，由闭合电路欧姆定律

UEIr

解得

U9V

(2)电动机两端的电压为

UMEI(R1r)

电动机消耗的机械功率为

PUMII2R0

解得

P8W

2．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1Ω，电炉电阻R＝19Ω，电解槽电阻r′＝0.5Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W；S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变)．试求：

（1）电源的电动势；

（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；

（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率． 【答案】（1）120V（2）20A（3）1700W

【解析】

（1）S1闭合，S2断开时电炉中电流I0电源电动势EI0(Rr)120V； （2）S1、S2都闭合时电炉中电流为IB电源路端电压为UIRR95V 流过电源的电流为IP16A RP25A REU25A r流过电槽的电流为IAIIB20A； （3）电解槽消耗的电功率PAIAU1900W

2'电解槽内热损耗功率P热IAr200W

电解槽转化成化学能的功率为PAP化P热1700W．

点睛：电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流．

3．如图所示电路中，R19Ω，R230Ω，开关S闭合时电压表示数为11.4V，电流表示数为0.2A，开关S断开时电流表示数为0.3A，求： (1)电阻R3的值． (2)电源电动势和内电阻．

【答案】（1）15Ω （2）12V 1Ω 【解析】 【详解】

(1)由图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：

U(I1解得：

IR2)R1IR2 R3R315Ω

(2) 由图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：

EU(I1IR2)r11.40.6r R3S断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：

EI2(R1R2r)0.3(39r)

联立解得：

E12V

r1Ω

4．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=0.3Ω；一节旧电池的电动势E2=1.2V，内阻r2=4.3Ω。手电筒使用的小灯泡的电阻R=4.4Ω。求： (1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；

(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

I=灯泡两端的电压

2E10.6A R2r1UIR2.64V

(2)一新、一旧电池串联时，电流

I=灯泡两端的电压

E1E20.3A

Rr1r2UIR1.32V

旧电池的内阻r2上的电压

UrIr2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。

5．在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R是可变的，电源的电动势为E，电源的内阻为r，其余部分的电阻均可忽略不计。

（1）闭合开关S，写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式；

（2）若电源的电动势E为3V，电源的内阻r为1Ω，闭合开关S，当把电阻箱R的阻值调节为14Ω时，电路中的电流I为多大？此时电源两端的电压（路端电压）U为多大？

【答案】(1) I【解析】 【详解】

E (2)0.2A 2.8V Rr（1）由闭合电路的欧姆定律，得关系表达式:

IE Rr（2）将E=3V，r=1Ω，R=14Ω，代入上式得： 电流表的示数

I=

电源两端的电压

U=IR=2.8V

3A=0.2A 141

6．如图所示的电路中，电源的电动势E12V，内阻未知，R18，R21.5，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）1A 3 （2）1 （3）0.48W 【解析】

P03U02A1A，灯丝电阻RL3； （1）灯泡的额定电流 I0U03P0（2）断开S时，灯L正常发光，即I1I0，根据闭合电路欧姆定律

EI（，得r0R1RLr）E12(R1RL)831； I01（3）闭合S时，设外电路总电阻为R外，R并所以R外R并R1189； 设干路电流为I总，则I总RLR231.51；

RLR231.5E12A1.2A； R外r91RLR21.21V1.2V；

RLR2灯两端的电压UL，则ULI总UL21.21.2W0.48W． 灯的实际功率为PL：PL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流，再计算各部分电路的电压和电流．

7．如图所示，电源电动势E=30 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=4 Ω，R2=10 Ω．两正对的平行金属板长L=0.2 m，两板间的距离d=0.1 m．闭合开关S后，一质量m=5×10﹣8kg，电荷量q=+4×10﹣6C的粒子以平行于两板且大小为 =5×102m/s的初速度从两板的正中间射入，求粒子在两平行金属板间运动的过程中沿垂直于板方向发生的位移大小？（不考虑粒子的重力）

【答案】

【解析】根据闭合电路欧姆定律，有：电场强度：L=v0t y=at2 其中：

粒子做类似平抛运动，根据分运动公式，有：

联立解得：

点睛：本题是简单的力电综合问题，关键是明确电路结构和粒子的运动规律，然后根据闭

合电路欧姆定律和类似平抛运动的分运动公式列式求解．

8．如图所示，电路由一个电动势为E、内电阻为r的电源和一个滑动变阻器R组成。请推导当满足什么条件时，电源输出功率最大，并写出最大值的表达式。

E2【答案】

4r【解析】 【分析】 【详解】

由闭合电路欧姆定律

I电源的输出功率

E RrPI2R

得

E2RP

(Rr)2有

E2RP

(Rr)24Rr当R=r时，P有最大值，最大值为

E2. Pm4r

9．如图所示的电路中，电阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，电源内电阻r=1Ω，闭合开关S，理想电流表的示数I2=0.4A．求： （1）电阻R3两端的电压U3； （2）流过电阻R1的电流I1的大小； （3）电源的总功率P．

【答案】（1）6.0V（2）0.6A（3）7.2W

【解析】 【详解】

（1）电阻R3两端有电压为

U3I2R20.4156.0（V）

（2）通过电阻R3的电流大小：

I3流过电阻R1的电流大小为：

U30.2A R3I1=I2+I3=0.4+0.2=0.6A

（3）电源的电动势为：

EI1rI1R1U30.610.69612V

电源的总功率为

P=I1E=7.2W

或PI1rR1R2//R3=7.2W

2

10．如图所示，电源电动势E=8V，内阻r=10Ω，R1=20Ω,R2=30Ω,电容器两极板间距d=0.1m。当电键闭合时，一质量m=2×10-3kg的带电液滴恰好静止在两极板中间。取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）带电液滴所带电荷量的大小q以及电性；

（2）断开电键，电容器充放电时间忽略不计，液滴运动到某一极板处需要经过多长时间？

【答案】（1）5×10-4C，带正电；（2）0.1s。 【解析】 【详解】

（1）电键闭合时，两板间电压U1：

U1液滴保持静止：

R2E4V

R1R2rq解得：q=5×10-4C，带正电 （2）电键断开时，两板间电压：

U1mg dU2=E=8V

液滴向上做匀加速运动，加速度a：

qU2mgma dd12at 22解得：t=0.1s

11．如图所示，电源的电动势E=80V，内电阻r4Ω，R12Ω，R2为电阻箱。求： （1）当电阻箱R2阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？ （2）当电阻箱R2阻值为多大时，电阻箱R2消耗的功率最大？

（3）当电阻箱R2阻值为14Ω时，电源输出功率为多少？此时电源效率为多少？

【答案】（1）0Ω（2）6Ω（3）256W；80% 【解析】 【详解】 （1）由

PI2R

可知I最大时R1功率最大， 又由

I可知：当R2=0时R1消耗功率最大。 （2）设R2消耗的电功率为P1，则

2E

rR1R2EPR21r+R1+R2E2R+rR+1R2+2R1+r

由数学知识可知，分母最小时分数值越大，因

R+rR+1R22R1+r12

R+r当且仅当R1R2 取“=”，此时R2消耗的电功率最大，则R2R1r6；

（3）设电源的输出功率为P出，则：

2P256W 出I(R1R2）电源的效率为



R100%80% Rr12．一电源的电动势为6V、外接电阻R1＝3.0Ω时，路端电压为4.5V．求： （1）该电源的内阻多大？

（2）如果在外电路再串联一个R2＝6.0Ω的电阻，流过电源的电流是多大？

【答案】（1）该电源的内阻为1.0Ω；（2）如果在外电路再串联一个R2＝6.0Ω的电阻，流过电源的电流是2.0A。 【解析】 【分析】 【详解】

（1）由闭合电路欧姆定律可得：

U＝

代入数据得

r＝1.0Ω；

（2）根据并联电路规律可得：

R并＝

根据闭合电路欧姆定律有：

ER1 R1rR1R263＝＝2.0Ω；

R1R263IE6==2.0A R并r21