高考物理专题汇编物理闭合电路的欧姆定律(一)及解析

高考物理专题汇编物理闭合电路的欧姆定律(一)及解析

一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律

1．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?

2．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0.05Ω。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) 电动机未启动时

U?E?Ir?12V P?UI?120W

（2）电动机启动瞬间车灯两端电压

U'?E?I?r?9 V

车灯的电阻

U'R??1.2?

IU?2P???67.5W

R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。

3．如图所示，电源的电动势E?110V，电阻R1?21?，电动机绕组的电阻R?0.5?，开关S1始终闭合．当开关S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当开关S2闭合时，电阻

R1的电功率是336W，求：

（1）电源的内电阻r；

（2）开关S2闭合时电动机的效率。

【答案】（1）1Ω；（2）86.9%。 【解析】 【详解】

（1）S2断开时R1消耗的功率为P1?525W，则

?E?P???R1 1?R1?r?代入数据得r=1Ω

（2）S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2?336W，则

2U2P2?

R1解得U=84V

由闭合电路欧姆定律得

E?U?Ir

代入数据得I=26A

设流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2，则

I1?又

U?4A R1I1?I2?I

解得I2=22A

则电动机的输入功率为

PM?UI2

代入数据解得PM?1848W 电动机内阻消耗的功率为

2PR?I2R

代入数据解得PR?242W 则电动机的输出功率

P??PM?PR?1606W

所以开关S2闭合时电动机的效率

??

P??100%?86.9% PM4．如图所示，电源的电动势为10 V，内阻为1 Ω，R1=3 Ω，R2=6 Ω，C=30 μF求：

（1）闭合电键S，稳定后通过电阻R2的电流．

（2）再将电键S断开，再次稳定后通过电阻R1的电荷量． 【答案】（1）1 A （2）1.2×10﹣4C 【解析】