高中物理部分电路欧姆定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析

高中物理部分电路欧姆定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析

一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律

1．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R B、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R B.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0.6～1.0 T，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＝150 Ω

B．滑动变阻器R，总电阻约为20 Ω

C．电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω

D．电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ

E．直流电源E，电动势3 V，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：

123456

U(V)0.000.450.91 1.50 1.79 2.71

I(mA)0.000.300.60 1.00 1.20 1.80

根据上表可求出磁敏电阻的测量值R B＝______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0～0.2 T和0.4～1.0 T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

2． 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

x

V

A x

R R R R >，所以电流表应内接．电路图如图所示．

（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：

130.4515000.3010R -=

Ω=Ω?，2

3

0.91

1516.70.6010R -=Ω=Ω?，33

1.50

15001.0010R -=Ω=Ω?，

431.791491.71.2010R -=

Ω=Ω?，5

3

2.71

15051.8010R -=Ω=Ω?， 故电阻的测量值为1

2345

15035R R R R R R ++++=Ω=Ω（1500－1503Ω都算正确．） 由于

0150010150

R R ==，从图1中可以读出B ＝0.9T 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．

3．如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R最大阻值为36Ω，灯泡电阻不随温度变化。闭合S、S1、S2，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为3V；闭合S、S1，断开S2，当滑动变阻器滑片位于最左端时，灯泡正常发光。求：

（1）电源电压；

（2）R0的阻值。

【答案】（1）12V（2）

【解析】

【详解】

（1）灯泡的电阻：；

当闭合S、S1、S2，当滑动变阻器滑片位于最右端时，

电路中的电流

电源的电压U=I（R L+R）=0.25A×（12Ω+36Ω）=12V；

（2）闭合S、S1，断开S2，当滑动变阻器滑片位于最左端时，

∵灯泡正常发光，

∴电路中的电流

R 0两端的电压U 0=U-U L =12V-6V=6V ，

【点睛】

本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用，关键是开关闭合、断开时电路变化的判断和知道额定电压下灯泡正常发光。

4．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O 1O 2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O 1O 2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O 1O 2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）28BL r ω（3）2432B L r

ωπ

【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ω． （2）导电辐条切割磁感线产生感应电动势212E BL ω=

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

3

r ． 通过闭合回路的电流

343

E E I r r r =

=

+

带入即得

2

2 1

33

2

48

BL BL I

r r

ωω

?

==

流过二极管电流为

2 38 I BL

r

ω=

（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

π

ω=

所以二极管消耗的电能

24 22

'

()

332

I B L

Q I rT rT

r

ωπ

===

考点：电磁感应串并联电路

5．如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0-10V，当使用a、c两个端点时，量程为0-100V。已知电流表的内阻Rg为500，满偏电流Ig为1mA，求电阻R1,R2的值。

【答案】；

【解析】

试题分析：接a、b时，为串联的，则

接a、c时，为串联的和，则

考点：考查了电表的改装原理

点评：做本题的关键是理解电表的改装原理

6．科技小组的同学们设计了如图18甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温，控制在一定范围内的“室温”）包括工作电路和控制电路两部分，其中R＇为阻值可以调节的可变电阻，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图18乙所示，继电器线圈电阻R0为50欧姆：

（1）如图18甲所示状态，加热器是否处于加热状态？

（2）已知当控制电路的电流达到0.04 A时继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小0.036A时，衔铁被释放。当调节R＇＝350欧姆时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应该将R＇的阻值调为多大？

（3）使用该恒温箱，获得最低温度为50℃“恒温”与获得最高温度为100℃的“恒温”，相比较，哪一个温度的波动范围更小？为什么？

【答案】(1)处于加热状态(2)50Ω(3) 50℃附近

【解析】(1)图示加热器回路闭合，处于加热状态。

(2)设控制电路中电源两端电压为U

由图18乙，当温度为100℃时，热敏电阻R的阻值为500Ω

故U=I1(R0+R+R＇)=0.04A×(50Ω+500Ω+350Ω)=36V

由图18乙所示，当温度为50℃时，热敏电阻R的阻值为900Ω

因此'

2

36

9005050

0.036

U V

R

I A

==-Ω-Ω=Ω

(3)获得最低温度为50℃的“恒温”温度波动范围更小，因为在50℃附近，热敏电阻的阻值随着温度变化更显著。

7．图示为汽车蓄电池与车灯、小型启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω，电表可视为理想电表。只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为12V，再接通S2，启动电动机时，电流表示数变为8A，求：

（1）汽车蓄电池的电动势；

（2）接通S2时，通过启动电动机的电流。

【答案】（1）12.5V（2）50A

【解析】试题分析：（1）只接通S1时，汽车车灯电阻：R=U1/I1=1.2Ω，电源电动势：

E=U1+Ir=12.5V

（2）再接通S2，车灯两端的电压：U2=I2R=9.6V，电源内电压U内=E-U2=2.9V，干路电流I=U

内

/r=58A ，

过启动电动机的电流为I 启=58A-8A=50A 。 考点：全电路的欧姆定律

【名师点睛】此题考查案了全电路的欧姆定律的应用；关键是搞清电路的结构，根据全电路的欧姆定律列出两种情况下的方程即可求解未知量.

8．如图所示，U=10V ，电阻R 1=4Ω，R 2=6Ω，电容C=30μF 。（1）闭合开关S ，电路稳定后，求通过R 1的电流强度；（2）然后断开S ，求这以后流过R 1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R 1与R 2的串联电路，所以通过R 1的流为，此时电容C 与R 2并联，两极间电压

U 1=IR 2=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U 2=U=10V ，仍是上板带正电，流过R 1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，C 1与电阻R 2并联，根据Q=CU 求出电容器C 1的电量，此时电容器C 2两端的电压为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R 1的电量．

9．如图所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用O 、A 两接线柱时，量程为3V ；当使用O 、B 两接线柱时，量程为15V ．已知电流计的内电阻R g =500Ω，满偏电流I g =100 μA ．求分压电阻R 1和R 2的阻值．

【答案】45

2.9510,1.210?Ω?Ω 【解析】 【分析】 【详解】

本题的关键是明确电压表是电流表与分压电阻串联而改装成的，当电压表达到量程时通过电流表的电流应为满偏电流，然后根据串并联规律求出分压电阻的大小即可． 解：串联分压电路的特点就是电流相同，在改装的电压表中，各量程达到满偏电压时，经过“表头”的电流均为满偏电流． 根据串并联规律，接O 、A 时：I g =

，解得

==2.95

，

接O 、B 时：I g =，解得

===1.2

，

10．如图所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12V ，电解槽内阻R A ＝2Ω，当S 1闭合，S 2、S 3断开时，电流表示数为6A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，电流表示数为5A ，且电动机输出功率为35W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，电流表示数为4A ．求：

(1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻；

(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少． 【答案】(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 【解析】

试题分析：（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律U I R

= 得1

2U

R I =

=Ω 其发热功率为：1126?

W=72?W R P UI ==? （2）电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得

222M UI I r P =+输出

所以2

2

2

1M UI P r I

-=

=Ω输出

（3）电解槽工作时，由能量守恒定律得：

2

3316?W A P UI I r =-=化

考点：闭合电路欧姆定律

点评：注意纯电阻电路与非纯电阻电路在的区别

11．在如图所示的电路中，三个电阻的阻值分别是12ΩR =，24ΩR =，34ΩR =，电池电动势 4.2V E =，内阻0.2Ωr =，求：

(1)接通电键K ，断开电键D '时，1R 和2R 两端电压之比12U U ：； (2)两个电键都接通时，1R 和2R 两端电压之比12U U ''：； (3)两个电键都接通时，通过1R 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，1R 和2R 串联，电流相等，根据U IR =知1R 和2R 两端电压之比：

112221

42

U R U R === (2)两个电键都接通时，2R 和3R 并联，并联电阻：

23

23

2ΩR R R R R =

+=

再与1R 串联，则电阻2R 和3R 的电流相等，则通过1R 和2R 的电流之比为2：1，根据

U IR =可知1R 和2R 两端电压之比：

112

1:1U R

U R ='=' (3)两个电键都接通时，根据闭合电路欧姆定律得：通过1R 的电流强度为：

11 4.2

A 1A 220.2

I R R E r =

++++==

12．如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表内阻，线路提供电压不变）：

（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V 的电路上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；

（2）如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻R 0串联，接在电压恒定为10V 的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．

【答案】（1）0.4 A ；10 Ω （2）0.7 A ；10.5 W 【解析】 【详解】

（1）由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为：

U L ＝

12

3

V ＝4 V 结合图象可得当U L ＝4 V 时，I L ＝0.4 A 故每个电灯的电阻为：

R ＝

I L U I ＝

4

0.4

Ω＝10 Ω. （2）设此时电灯两端的电压为U ′，流过每个电灯的电流为I ，由闭合电路欧姆定律得 E ＝U ′＋2IR 0

代入数据得

U ′＝10－20I

可得到该直线与曲线的交点（3 V ，0.35 A ），即流过电灯的电流为0.3 A ，则流过电流表的电流为

I A ＝2I ＝0.7 A

每个灯的功率为：

P ＝UI ＝3×0.35 W ＝10.5 W.