高中物理部分电路欧姆定律专项训练及答案及解析doc.docx
- 文档编号:12146520
- 上传时间:2023-04-17
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:26.38KB
高中物理部分电路欧姆定律专项训练及答案及解析doc.docx
《高中物理部分电路欧姆定律专项训练及答案及解析doc.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理部分电路欧姆定律专项训练及答案及解析doc.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中物理部分电路欧姆定律专项训练及答案及解析doc
高中物理部分电路欧姆定律专项训练及答案及解析
一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律
1.如图中所示B为电源,电动势
E=27V,内阻不计。
固定电阻
R1=500Ω,R2为光敏电阻。
C为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板长
1
-2
-
l=8.0×10m,两极板的间距d=1.0×10
2m。
S为屏,与极板垂直,到极板的距离
l2=0.16m。
P为一圆盘,由形状相同、透光率不同
的三个扇形a、b和c构成,它可绕AA/轴转动。
当细光束通过扇形
a、b、c照射光敏电阻
R2时,R2的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω。
有一细电子束沿图中虚线以速度
6
-19
-31
v0=8.0×10m/s连续不断地射入C。
已知电子电量
e=1.6×10C,电子质量
m=9×10kg。
忽
略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。
假设照在
R2上的光强发生变
化时R2阻值立即有相应的改变。
(1)设圆盘不转动,细光束通过
b照射到R2上,求平行板电容器两端电压
U1(计算结果
保留二位有效数字)。
(2)设圆盘不转动,细光束通过
b照射到R2上,求电子到达屏
S上时,它离O点的距离
y。
(计算结果保留二位有效数字)。
(3)转盘按图中箭头方向匀速转动,每
3秒转一圈。
取光束照在
a、b分界处时t=0,试
在图中给出的坐标纸上,画出电子到达屏
S上时,它离O点的距离y随时间t的变化图线
(0~6s间)。
要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值。
(不要求写出计算过程,只按画出的图线就给分)
【答案】
(1)5.4V
(2)
2.4
102m
(3)
【解析】
【分析】
由题意可知综合考查闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律和类平抛运动,根据欧姆定律、类
平抛运动及运动学公式计算可得。
【详解】
解:
(1)设电容器C两极板间的电压为
U1,
U1=
R1
27
500
E=
V=5.4V
R1
R2
500+2000
(2)设电场强度大小为E′
E′=U1
,
d
电子在极板间穿行时加速度大小为
a,穿过C的时间为t,偏转的距离为yo.
根据牛顿第二定律得:
a=eE=eU
mmd
电子做类平抛运动,则有:
l1=v0t,
yo=1at2,
2
联立得:
o
eE
(
R1
)l12
,
y=
2mv02
R1R2
d
当光束穿过b时,R2=2000Ω,代入数据解得:
yo=4.8×10-3m
由此可见,
1
y<
d,
1
2
电子通过电容器
C,做匀速直线运动,打在荧光屏上
O上方y处.根据三角形相似关系可
得
l1
yo2
yl1
l2
2
代入数值可得:
y=2.4102m
(3)当光束穿过a时,R2=1000Ω,代入数据解得
y=8×10-3m
由此可见,y>d,电子不能通过电容器C。
当光束穿过C时,R2=4500同理可求得:
y=1.210-2m
【点睛】
根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小,从而得出R1两端的电势差,即电容器两极板间的电势差。
根据电容器两端间的电势差求出电场强度的大小,根据类平抛运动的规律求出离
开偏转电场的竖直距离,离开电场后做匀速直线运动,结合竖直方向上的分速度,根据等
时性求出匀速直线运动的竖直距离,从而得出电子到达光屏离O点的距离。
2.材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强
度.如图所示为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线,其中RB、R0分别表示
有、无磁场时磁敏电阻的阻值.为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的
电阻值RB.请按要求完成下列实验.
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,并在图中的虚线框内画出实验电路原
理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T,不考虑磁场
对电路其他部分的影响).要求误差较小.提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值R0=150Ω
B.滑动变阻器R,总电阻约为20Ω
C.电流表A,量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表V,量程3V,内阻约3kΩ
E.直流电源E,电动势3V,内阻不计
F.开关S,导线若干
(2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如下表:
1
2
3
4
5
6
U(V)
0.00
0.45
0.91
1.50
1.79
2.71
I(mA)
0.00
0.30
0.60
1.00
1.20
1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______Ω.
结合题图可知待测磁场的磁感应强度B=______T.
(3)试结合题图简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?
________________________________________________________________________.
(4)某同学在查阅相关资料时看到了图所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
___________________________________________________________________________.
【答案】
(1)见解析图
(2)1500;0.90
(3)在0~0.2T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在
3.4~1.0T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)
(4)磁场反向,磁敏电阻的阻值不变.
【解析】
(1)当B=0.6T时,磁敏电阻阻值约为6×150Ω=900Ω,当B=1.0T时,磁敏电阻阻值约为11×150Ω=1650Ω.由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多,故滑动变阻
器选择分压式接法;由于RxRV,所以电流表应内接.电路图如图所示.
RARx
(2)方法一:
根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为:
0.45
1500
0.91
1516.7
R1
103
,R2
103
,
0.30
0.60
1.50
1500
R3
103
,
1.00
1.79
1491.7
,R5
2.71
1505
R4
103
103
,
1.20
1.80
故电阻的测量值为
R1R2R3R4
R5
1503(1500-1503Ω都算正确.)
R
5
R
1500
10,从图
1中可以读出B=0.9T
由于
150
R0
方法二:
作出表中的数据作出
U-I图象,图象的斜率即为电阻(略).
(3)在0~0.2T范围,图线为曲线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或非均匀变化);在0.4~1.0T范围内,图线为直线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化);
(4)从图3中可以看出,当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时,磁敏电阻的阻值
相等,故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关.
本题以最新的科技成果为背景,考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力.从新材料、新情景中舍弃无关因素,会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题,及如
何根据测得的U、I值求电阻.第(3)、(4)问则考查考生思维的灵敏度和创新能力.总之本题是一道以能力立意为主,充分体现新课程标准的三维目标,考查学生的创新能力、
获取新知识的能力、建模能力的一道好题.
4.如图所示电路,A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为值均为4Ω,电容器的电容为20μF,开始开关闭合,电流表内阻不计
1Ω的直流电源
求:
3个电阻的阻
(1)电流表的读数;
(2)电容器所带电荷量;
(3)开关断开后,通过R2的电荷量.
【答案】(1
)0.8A(2
-5
-5
)6.4×10C;(3
)3.2×10C
【解析】
试题分析:
(
1)当电键S闭合时,电阻
R1、R2被短路.根据欧姆定律得,电流表的读数
E
4
0.8A
I
A
R3r
41
(2)电容器所带的电量
Q=CU33
-6
-5
=CIR=20
×10×0.8
×4C=6.4C×;10
(3)断开电键S后,电容器相当于电源,外电路是
R12
相当并联后与
3
串联.由于各
、R
R
个电阻都相等,则通过
R2的电量为Q′=1/2Q=3.2×
-5
10C
考点:
闭合电路的欧姆定律;电容器
【名师点睛】此题是对闭合电路的欧姆定律以及电容器的带电量的计算问题;解题的关键是搞清电路的结构,知道电流表把两个电阻短路;电源断开时要能搞清楚电容器放电电流
的流动路线,此题是中等题,考查物理规律的灵活运用.
5.如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够发光.某同学对竹蜻
蜓的电路作如下简化:
如图乙所示,半径为L的金属圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O
的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动,圆环上接有电阻均为
r的三根导电辐条
OP、OQ、OR,辐条互成120°角.在圆环内,圆心角为
120°的扇形区域内存在垂直圆环平
面向下磁感应强度为B的匀强磁场,在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷
M、N与一个
LED灯(可看成二极管,发光时电阻为r).圆环及其它电阻不计,从辐条OP进入磁场开始
计时.
(1)顺磁感线方向看,圆盘绕O1O2轴沿什么方向旋转,才能使LED灯发光?
在不改变玩具结构的情况下,如何使LED灯发光时更亮?
(2)在辐条OP转过60°的过程中,求通过LED灯的电流;
(3)求圆环每旋转一周,
LED灯消耗的电能.
【答案】
(1)逆时针;增大角速度
(2)BL
2
(3)B2L4
8r
32r
【解析】
试题分析:
(
1)圆环转动过程,始终有一条导电辐条在切割磁感线,产生感应电动势,并
通过M.N和二极管构成闭合回路.由于二极管的单向导电性,只有转轴为正极,即产生指
向圆心的感应电流时二极管才发光,根据右手定则判断,圆盘逆时针旋转.
要使得LED灯发光时更亮,就要使感应电动势变大,即增大转速增大角速度
.
(2)导电辐条切割磁感线产生感应电动势E
1BL2
2
此时O点相当于电源正极,
P点为电源负极,电源内阻为r
电源外部为二个导体辐条和二极管并联,即外阻为
r.
3
I
E3E
通过闭合回路的电流
4r
r
r
3
1
2
带入即得
2BL
3
3BL2
I
4r
8r
IBL2
流过二极管电流为
38r
(3)转动过程始终有一个导电辐条在切割磁感线,所以经过二极管的电流不变
转过一周所用时间
2
T
所以二极管消耗的电能QI'2rT(I)2rT
B2L4
3
32r
考点:
电磁感应
串并联电路
6.如图所示,U=10V,电阻R1=4Ω,R2=6Ω,电容C=30μF。
(1)闭合开关S,电路稳定后,求通过R1的电流强度;
(2)然后断开S,求这以后流过R1的电量是多少?
【答案】
(1)1A;
(2)
【解析】试题分析:
(1)S闭合,电路稳定后(即电容器充电完毕)即为R1与R2的串联
电路,所以通过R1的流为,此时电容C与R2并联,两极间电压
U1=IR2=1×6=6V,且上板带电荷。
(2)断开S后,由于U=10V,所以继续给电容器充电至极板电压U2=U=10V,仍是上板带
正电,流过R1的电量等于继续给电容器的充电电量,所以
考点:
含有电容器的电路问题
【名师点睛】解决本题的关键理清电路,判断电容器与谁并联,通过
Q=CU进行求
解.
(1)闭合开关S,待电路稳定后,两电阻串联,根据欧姆定律求出电路中的电流大
小;
(2)电键闭合时,C1与电阻R2并联,根据Q=CU求出电容器C1的电量,此时电容器
C2两端的电压为
0.电键S断开,两电容都与电源并联,根据
Q=CU求出两电容器的电
量,从而求出断开
S后流过电阻R1的电量.
7.有一个表头,其满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=500Ω.求:
(1)如何将该表头改装成量程U=3V的电压表?
(2)如何将该表头改装成量程I=0.6A的电流表?
【答案】
(1)与表头串联一个2500Ω的分压电阻,并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
(2)与表头并联一个0.83Ω的分流电阻,并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
【解析】
【详解】
(1)电压表满偏时,由欧姆定律公式可知:
U=Ig(R+Rg)
解得:
R=2500Ω
即与表头串联一个2500Ω的分压电阻,并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
(2)电流表满偏时,由欧姆定律公式可知:
IgRg=(I﹣Ig)r
解得:
R≈0.83Ω
即与表头并联一个0.83Ω的分流电阻,并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
8.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω电阻Rx的阻值.
(1)现有电源(3V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~10Ω,标定电流1A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0-3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0-0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0-3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0-15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用_____,电压表应选用_____(填器材前的字母);实验
电路应采用下图中的_____(填“甲”或“乙”).
(2)接通开关,改变滑动变阻器的滑片位置,某次电表示数如图所示,对应的电流表示数
I=_____A,电压表示数U=_____V.计算可得该电阻的测量值Rx=_____Ω.
【答案】B
C
甲0.50
2.605.2
【解析】
【详解】
(1)[1][2]
电源电动势约为
3V,所以电压表选择
C,根据欧姆定律:
U0
3
0.6A
I0
A
R0
5
可知电流表选择
B即可;
[3]计算电表内阻和待测电阻的关系:
3kΩ5Ω
5Ω0.125Ω
可知电压表的内阻远大于待测电阻,分流较小,电流表应采用外界法,即甲图;
(2)[4]电流表分度值为
0.02A,所以电流表读数为:
0.50A;
[5]
电压表分度值为
0.1V
,所以电压表读数为:
2.60V
;
[6]
根据欧姆定律:
RxU
2.60Ω5.2Ω。
I
0.50
9.在如图所示的电路中,三个电阻的阻值分别是
R12Ω,R2
4Ω,R3
4Ω,电池
电动势E4.2V,内阻r
0.2Ω,求:
(1)接通电键K,断开电键
D时,R1和R2两端电压之比U1:
U2;
(2)两个电键都接通时,R1和R2两端电压之比U1:
U2;
(3)两个电键都接通时,通过R1的电流I.
【答案】
(1)1:
2
(2)1:
1(3)1A
【解析】
【详解】
(1)
接通开关K,断开开关
D
时,R
和R2
串联,电流相等,根据U
IR知
R
和R2两端电
1
1
压之比:
U1
=R1
2
=
1
U2
R2
4
2
(2)
两个电键都接通时,
R2和R3并联,并联电阻:
R
R2R3
2Ω
R2
R3
再与R1串联,则电阻
R2和R3的电流相等,则通过
R1和R2的电流之比为
2:
1,根据
U
IR可知R1和R2
两端电压之比:
U1
R1
1:
1
U2
R
(3)两个电键都接通时,根据闭合电路欧姆定律得:
通过R1的电流强度为:
1
E
=
4.2
=
I
R
r
22
A1A
R1
0.2
10.如图所示,电源内阻r0.4Ω,R1R2R3R44Ω,当电键K闭合时,电流表与电压表读数分别为2A,2V,试求:
(1)电源电动势E;
(2)电键K断开时,电压表读数为多少?
【答案】
(1)7V
(2)3.96V
【解析】
【详解】
(1)等效电路图
因为U22V,所以有:
I1
I20.5A
I3
1.5A
I
2.5A
电源的外电压:
UI3R36V
电源电动势为:
EUIr62.50.4V7V
(2)电键K断开时,则有:
R外
20Ω
3
根据闭合电路欧姆定律有:
I
E
Rr
则电压表的示数:
UIR23.96V
11.如图所示电路,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω.
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1=3A,则干路电流多大?
(2)如果已知干路电流I=3A,则流过每个电阻的电流多大?
【答案】
(1)6.5A;
(2)I1≈1.38A,I2≈0.92A,I3≈0.69A
【解析】
【详解】
(1)由欧姆定律得R1两端的电压为:
U1=I1R1=3×2=V6V.
R1、R2、R3并联,三者两端电压应相等,
U1=U2=U3.
R2
中的电流为:
I2
U2
6A
2A.
R2
3
3
中的电流为:
I
3
U3
6A
1.5A
.
R
R3
4
干路中的电流为:
I=I1+I2+I3=6.5A.
(2)设并联后的总电阻为R,则:
1111
RR1R2R3
所以R=12
Ω.
13
并联电路两端的电压为:
UIR312V
36V.
13
13
U
电流分别为:
I1=R1≈1.38A
36
U13
I2A0.92A
36
U13
I3A0.69A
12.一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω另.有一测试电
源,电动势为100V,内阻忽略不计
(1)当cd端短路时,ab之间的等效电阻是多少?
(2)当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为多少V?
【答案】
(1)40Ω
(2)80V
【解析】
【详解】
(1)当cd端短路时,ab间电路的结构是:
电阻
R2、R3并联后与R1串联,等效电阻为:
R2R3
R1
120
40
40
R
R3
120
10
R2
40
(2)当ab两端接通测试电源时,
cd两端的电压等于电阻
R3两端的电压
U
R3
E
40
100V
80V
R3
4010
R1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 部分 电路 欧姆定律 专项 训练 答案 解析 doc