高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题

高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及练习题

一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律

1．如图所示电路，A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源，三个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为20μF，电流表内阻不计，求： (1)闭合开关S后，电容器所带电荷量； (2)断开开关S后，通过R2的电荷量。

【答案】(1)6.4×10-5C；(2)3.2?10?5C 【解析】 【分析】 【详解】

(1)当电键S闭合时，电阻R1、R2被短路，据欧姆定律得电流表的读数为

I?电容器所带电荷量

E4?A?0.8A r?R31?4Q?CU3?CIR3?20?10?6?0.8?4C?6.4?10?5C

(2)断开电键后，电容器相当于电源，外电路R1、R2并联后与R3串联，由于各个电阻相等，则通过R2的电荷量为

1Q??Q?3.2?10?5C

2

2．如图(1)所示 ，线圈匝数n＝200匝，直径d1＝40cm，电阻r＝2Ω，线圈与阻值R＝6Ω的电阻相连．在线圈的中心有一个直径d2＝20cm的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按图(2)所示规律变化，试求：(保留两位有效数字)

(1)通过电阻R的电流方向和大小； (2)电压表的示数．

【答案】（1）电流的方向为B?A；7.9A； （2）47V 【解析】 【分析】 【详解】

（1）由楞次定律得电流的方向为B?A 由法拉第电磁感应定律得

E?nd???B?B0.3?0.2?nS磁场面积S??(2)2而?T/s?1T/s ?t?t2?t0.2?0.1E?7.9A R?r（2）电阻R两端的电压为U=IR=47V

根据闭合电路的欧姆定律I?

3．平行导轨P、Q相距l＝1 m，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d＝10 mm，定值电阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金属棒ab的电阻r＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m＝1×10好．且速度保持恒定．试求：

－14

kg，电荷量q＝－

1×10－14C的微粒恰好静止不动．取g＝10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良

(1)匀强磁场的方向和MN两点间的电势差 (2)ab两端的路端电压； (3)金属棒ab运动的速度．

【答案】(1) 竖直向下；0.1 V(2)0.4 V. (3) 1 m/s.

【解析】 【详解】

（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M板带正电．ab棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab棒等效于电源，感应电流方向由b→a，其a端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下． 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg＝Eq 又E＝UMN d所以UMN＝

mgd＝0.1 V qUMN（2）由欧姆定律得通过R3的电流为I＝＝0.05 A

R3则ab棒两端的电压为Uab＝UMN＋I×0.5R1＝0.4 V. （3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势E＝BLv 由闭合电路欧姆定律得E＝Uab＋Ir＝0.5 V 联立解得v＝1 m/s.

4．爱护环境，人人有责；改善环境，从我做起；文明乘车，低碳出行。随着冬季气候的变化，12月6号起，阳泉开始实行机动车单双号限行。我市的公交和出租车，已基本实现全电动覆盖。既节约了能源，又保护了环境。电机驱动的原理，可以定性简化成如图所示的电路。在水平地面上有B?5T的垂直于平面向里的磁场，电阻为1Ω的导体棒ab垂直放在宽度为0.2m的导体框上。电源E是用很多工作电压为4V的18650锂电池串联而成的，不计电源内阻及导体框电阻。接通电源后ab恰可做匀速直线运动，若ab需要克服400N的阻力做匀速运动，问：

（1）按如图所示电路，ab会向左还是向右匀速运动？ （2）电源E相当于要用多少节锂电池串联？