高中物理,关于部分电路欧姆定律的解题技巧,还有经典题型高中物理电路电阻题目,另有带答案带解析的练习题。
一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律
1,在呈现出如此这般样子的闭合电路里头,电源电动势是 E 等于 12V,内阻 r 为 1Ω,灯泡 A 所标注的是“6V,3W”,灯泡 B 所标注的是“4V,4W”,当把开关 S 闭合起来的时候,A、B 这两个灯泡均可正常发光,那么,求一求,R1 与 R2 的阻值分别是多少呢。
【答案】R1与R2的阻值分别为3Ω和2Ω【解析】
试题分析,流过
及B灯的电流,所以
流过A灯的电流
,由闭合电路欧姆定律,
解得,,
考点,闭合电路的欧姆定律
在直流电路计算问题当中,常常是先去求出局部的电阻,然后再去求出外电路的总电阻,依据欧姆定律求出路端电压以及总电流,进而计算各部分电路的电压与电流。
对于同一个物理问题,通常能够从宏观以及微观这两个不一样的角度来开展研究,寻觅出其内在的联系,进而更为深刻地领会其物理本质,有一段横截面积是S、长度为l的金属电阻丝,单位体积当中存在n个自由电子,每一个电子的电量是e,当该电阻丝通过恒定电流的时候,两端的电势差为U,假定自由电子定向移动的速率全都为v。
(1)求导线中的电流I,
(2)所说的电流做功,实际上是导线当中的恒定电场针对自由电荷的静电力所做的功,为了去求解在时间t之内电流做功W到底是多少,小红记得老师上课讲过(W)UIt,然而却不记得老师是通过怎样的方式得出。
你提供的内容存在较多错误信息且表述混乱,经过修正和整理后为两部分内容:第一部分:既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功,那么应该先求出导线中的恒定电场的场强,后假设导体中全部电荷为q,进而求出电场力做的功,再将q代换,可得出W、U、It的结果,若小红没得出此结果,请问怎样帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程?第二部分:为更好描述某小区域电流分布情况,物理学家引入电流密度这一物理量,定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量,若已知导线中的电流密度为j,导线的电阻率为ρ,试证明j=U/ρ。
(3)因为存在恒定电场的作用,所以导体内自由电子会出现定向移动,然而其定向移动的速率大幅小于自由电子热运动的速率,在运动进程中会跟导体内不动的粒子遭遇碰撞进而减速,所以自由电子定向移动的平均速率不会随着时间而改变,金属电阻所体现的是定向移动的自由电子跟不动的粒子的碰撞,假定自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值是t0,这个时间是由自由电子热运动所决定的,是一个确定的值,碰撞之后自由电子定向移动的速度完全消失,碰撞时间忽略不计,依据以上这些内容,推导证明金属电阻丝的电阻率跟金属丝两端的电压没有关系。
2m
(1)我(内斯夫)2,见解析(3)电阻率,的,是固定数值,和电压没有关联,电子二倍时间处。
【解析】
(1)假设,在所经历的ts时间之内,经由导线横截面的电量总量是q,那么,q等于Vne,其中,在ts这个时间段内,通过横截面的全部电子所占据的体积V,它等于Svt。
所以q=Svnet
根据电流的定义,得(I)q=neSv
UUvt2(a)如图所示,根据电场强度和电势差的关系(E)
所以,在ts这个时间段之内,恒定电场针对自由电荷的静电力所做的功是W,其等于(qEl),又等于qEvt,还等于(qUvt),进而等于qUt,其中q等于(It),将其带入到上面式子之中得出W等于(IUtb),依据题意可知道,在单位时间之类,通过单位面积的电荷量,被称作是电流密度。
即(j)qt
根据电阻定律(R),lS
又因为l,vtql以,UIRtS(q),(j),,lltS
(3)存在这样一种情况,自由电子连续两次与同一个处于静止状态的粒子发生碰撞,这两次碰撞之间的时间间隔设定为t0 ,在碰撞之后的瞬间电子马上停止了运动 ,依据动量定理 ,由eUet0(t0)等于mv(0) ,从而得到v ,ml。
0,子定向移动的平均速率为v,
依据电流的微观表达式I(neSv)neS,ml2ml,按照欧姆定律R。
根据电阻定律可知,,R
,,
00
所以,对电阻率产生影响的因素是,单位体积之内的自由电子数量n,电子于恒定电场之中由静止开始加速的平均速度t0。
,你瞧,有这么个情况,是这样的,有一根金属棒,它的长度是 L高中物理电路电阻题目,电阻呢是 r ,这个 r 等于 0.3Ω ,它的质量是 m ,m 的值为 0.1kg ,这根金属棒 CD 是垂直跨搁在处于水平面上的两条平行光滑金属导轨上的,那可不是随便搁的,这两条导轨的间距同样也是 L ,而且棒跟导轨之间接触得可好了,一点都不马虎,在这里,导轨的电阻是不计的,再看,在导轨的左端,接了一个电阻,这个电阻是 R ,R 的大小是 0.5Ω ,还有,有一个量程为 0 到 3.0A 的电流表,它是串接在一条导轨上面的,另外还有一个量程为 0 到 1.0V 的电压表,它接在电阻 R 的两端,你知道吗,还有一个很重要的事情,是有一个垂直导轨平面的匀强磁场,这个匀强磁场垂直向下穿过平面。当前,存在一个向右的、恒定不变的外力F,促使金属棒向右移动,当金属棒以速度v,也就是2m/s的速度,在导轨平面上做匀速滑动的时候,观察发现,电路之中的一个电表恰好处于满偏的状态,然而另一个电表并未达到满偏,询问。
(1)在图中标出两块表的正负接线柱,
(2)此满偏的电表是什么表,说明理由,
(3)拉动金属棒的外力F多大,
【答案】(1)电压表呈现上正下负的状态、电流表呈现左正右负的状态,(2)电压表处于满偏的情形,理由见解析,(3)。
1.6N
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据右手定则可知电压表上正下负、电流表左正右负
(2)电压表满偏
若电流表满偏,则I=3A
根据欧姆定律
U(IR)1.5V
大于电压表量程,故电压表满偏
(3)U=1V时根据欧姆定律
I,
,2A
由能量守恒可知回路的电功率等于外力的功率,即
2(R)r),Fv解得F=1.6N
4,如图所呈现的样子,(R1)这里是2Ω,(R2)那里是3Ω,在滑动变阻器处于最大值R3的这个过程当中,电流表示数的最小值究竟是多少?
(5Ω)则当滑动触头从a滑到b
【答案】2A
【解析】
【分析】
【详解】
设,触头上部分电阻为xΩ,那么下部分电阻为5 - xΩ,总电阻R,其中R等于(2)x加上(8,x),和(2)x加上(8,x)。
2(x)8,x10
根据5,50数学知识能够知道, 当处于2加x等于8减x的情况时, 也就是x等于3Ω的时候, R会达到最大, 此时Rmax等于安培表的示数最小Imin, 其值为(U5 A)2 A,2.5。
Ω=2.5Ω
max
【点睛】
对于外电路而言,其總电阻和局部电路之中电阻的变化情況是一致相同的,一旦局部电阻发生增大这种情况的时候,与之对应的总电阻也会随之增大起来,而本题正是按照依据这个特点来开展进行分析的。
5,有一个电流表G,其内阻rg乃是1k,满偏电流为Ig等于500uA,当下欲将它改装成量程为15V的。
电压表,求,
(1)串联的分压电阻,
(2)50uA刻度处对应的电压值为多少,
【答案】(1)2.9,104Ω,(2)1.5V
【解析】
【分析】
本题(1)需要依据串联电路规律以及欧姆定律,把分压电阻阻值解出来才行,题(2)的关键在于明确电压表表盘刻度是均匀的情况,之后按照比例去求解就可以了。
【详解】
(1)根据欧姆定律可知,需要串联的分压电阻为,
R(U15r)(1000)29k,g.6500,10g
由改装的原理能够知道,五零零微安刻度所对应的电压是十五伏,鉴于电压表的刻度是呈均匀状态的,所以。

15(50V)1.5V00,0μA刻度对应的电压应是U
【点睛】
欧姆定律以及串并联规律乃是电压表或者电流表进行改装的原理所在,能够先将电路图描绘出来,接着求解便可,需明确直流电表的表盘刻度呈现出均匀的状态。
这儿有个电子秤,它的原理示意图是这样的,AB属于均匀的滑线电阻,其阻值是R,长度为L,在它两边分别存在P1、P2两个滑动头,P1能够在竖直绝缘且光滑的固定杆MN上维持水平状态,进而可以上下进行自由滑动,当弹簧处于原长的时候,P1恰好指向A端,P1跟托盘是固定相连的,要是P1、P2间产生了电压,那么这个电压会经过放大,再通过信号转换,之后在显示屏上会展现出物体重力的大小,已知弹簧的劲度系数是k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g,求。
托盘中没有放置物体的时候,于托盘自身重力所产生的作用之下的情况里,P1跟A之间隔开的距离是x1。
(2)托盘上放有质量为m的物体时, P1离A的距离x2
步骤(3)那里,在托盘之上没有放置物体的时候,一般是先把零点校准,校准的办法是,调节P2,使得P2距离A点的距离同样是x1,这样一来就会让P1、P2之间的电压变成零,校准完零点之后,把物体m放置在托盘上面,试着去推导出物体质量m与P1、P2之间的电压U的函数关系式。
所提供的内容似乎不太完整且不太清晰明确其确切要求和含义,不太能完全按照要求准确改写呐,请你进一步明确一下具体需求或完整准确地表述一下内容。
【解析】
【分析】
【详解】
托盘移动,带动P1移动,致使P1、P2间出现电势差,此电势差大小反映托盘向下移动距离大小,因R是均匀滑线电阻,所以其阻值与长度成正比。
(1) 由力的平衡知识可知,m0g=kx1
解得( x1)m0 g
(2)放上重物重新平衡后,
解得( x2)(m0)m,g
(3) 由闭合电路欧姆定律知,
(m 0)m, g=kx2
E=IR
由部分电路欧姆定律,
U=IR串
R串 xR L
如图所示,在该电路当中,施加了U等于5V的电压,R1的阻值是4Ω,R2的阻值为6Ω,还有滑动变阻器其最大值是R3Ω,那么当滑动触头从a滑到b这儿的过程中,电流表示数的最小值是多少呢。
,10
【答案】 1A
【解析】
【详解】
解,设触头上部分电阻为R,则下部分为R3,R
1 2 3
当R(6)时, R总最大,此时Rmax(5)
电流表示数的最小值为( Imin) U ,1 A
max
8,如图是所示的那样,电源具有内阻r,其值是0.4Ω,(R1)、(R2)、(R3)、(R4)的值均为4Ω,当电键K处于闭合状态时,电流表所对应的读数为2A,电压表所对应的读数为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U2(2V)所以有( I1)I2,0.5A
,1.5A
I,2.5A
电源的外电压,
U,I
,6V
电源电动势为,
E(U)Ir(6)2.5,0.4V,7V
(2)电键K断开时,则有,
根据闭合电路欧姆定律有,
R外,
20Ω
I,
R,r
则电压表的示数,
U,IR
,3.96V
9,在图示电路中,稳压电源的电压U=9V, 电阻R1=
灯泡 L 标着“6V,3W”的字样,电阻不随温度改变,电流表是理想电表,R2 是滑动变阻器,1 等于 9 欧姆,电键 S 断开的时候,求。
(1)电流表的示数I,
(2)小灯泡L的实际功率PL,
(3)将电键 S 闭合,要达成让小灯泡 L 正常发光的目的,那么滑动变阻器 R2 接入到电路里的阻值究竟是多少呢,【答案】(1)0.6A (2)2.16W (3)4.5Ω。
【解析】
【详解】
(1)由 可得,
当开关断开时, 由欧姆定律可得,
闭合S之后,滑动变阻器跟R1处于并联状态,灯泡居然正常发光了,总电流对应的灯泡电压是6V呢,那并联部分的电压就是U′等于9减去6的结果,也就是3V了。
则R1中电流
则流过滑动变阻器的电流
则由欧姆定律可得, .
【点睛】
就本题而言,考查的正是闭合电路欧姆定律以及功率公式的应用情况,在解题之时,务必要留意说明题目要求,即灯泡电阻不会随着温度的改变而发生变化。
10,如图呈现的,是具备两个量程的电流表的电路情况,当运用a、b两个端点之际,量程是I1等于1A,当采用a、c两个端点之时,量程为I2等于0.1A,已知表头的内阻Rg是100Ω,满偏电流I为2mA ,求电阻R1、R2的值。
那个答案所体现的,是电阻R1的值为0.2Ω,是呢,电阻R2的值为1.84Ω ,这是有相应解析的。
遇到试题进行分析时首先情况是:当接a、b的时候,此时G表头会与R2串联,进而形成一支路。此后,该支路再与R1并联,最终作为电流表来使用。从这样的电路情况出发,利用相关特性成功得出这时量程的表达式。接着另一种情况是:当接a、 c的时候,此时是R1先与R2串联,之后它们串联的整体再与G表头并联,从而形成一电流表。同样依据这样的电路状况得出此时量程的表达式。最后在手头已经有这两个表达式的基础之上,通过特定的计算方式成功求得R1与R2的值。
当解、接 a、b 时,R1 起到分流作用形成一支路,同时 G 与 R2 串联构成另一支路,此时量程为 I1 = 1A,并且电流表的量程是当 G 表头达到满偏时,通过两个支路的总电流,就是这样。
I1=
1=I
g+ …①
同理,接a、 c时, R1+

1+R2为一支路起分流作用, G为一支路,此时量程为I2=
2=0.1A
则I2=Ig+ …②
将①式和②式组合成一个方程组,其中只有R1以及R2是未知量,把数据代入后求解得出,R1等于0.2Ω,R2等于1.84Ω。
答, 电阻R1、 R2的值分别为0.2Ω和1.84Ω
【点评】此题目针对电流表的改装原理展开考查,需清晰明确改装原理,懂得剖析串并联电路的规律,能够依据并联电阻所具备的分流作用,去求解量程的表达式。
11,在如下显示的电路里头,电源电动势为E(其值为6V),内阻是 r = 1Ω,电阻R1等于3Ω,R2以及电容C的值是3.6μF,二极管D具备单向导电的特性,起始的时候,开关S1处于闭合状态,S2处于断开状态。
2=6Ω, 电容器的电
开关S2合上,等待电路逐步趋于平稳可靠之时,去求取电容器C之上电量究竟产生了怎样的一个变化量。
(2)将S2合上,在等待电路稳定之后再把S1断开,去求取断开S1后流过R1的电量是多少【答案】(1)1.8乘以10的负6次方库仑(2)9.6乘以10的负6次方库仑。
【解析】
【分析】
【详解】
设置开关S1处于闭合状态,而开关S2处在断开状况时,电容两端所拥有的电压为,干路之中的电流为,依据闭合电路欧姆定律存在。
= ②
有干路提供电流,此电流具备特定数值,依据闭合电路欧姆定律这个规则,在加上开关S2之后,存在电容,其对应的电压呈现这样的情况。
= ④
所以电容器上电量变化了
,或电容器上电量减少了
(2)合上S2后, 电容上电量为Q
把S1断开之后,和的电流跟阻值呈现出成反比的关系,所以流过的电量跟阻值也是成反比的。
故流过
⑦电量
亲,您看,有这么个情况,在图中所示的状态下,电源的电动势E是3V,这个电池的内阻是不计的,然后,R1、R2、R3它们都是定值电阻,它们的阻值分别是1Ω。
0.5Ω是电阻箱,R4是电阻箱,9Ω是电阻箱,R5是电阻箱,它们的最大阻值都是99.9Ω,右侧有一个理想平行板电容器竖直放置,其电容为1.5×10、3μF之值,电容器板长0.2m长,板间距为0.125m的距离,一带负电粒子居然能以0.8m/s的速度沿平行板中线进入,还恰好匀速通过此过程,并且不计空气阻力,而在这个时候,R4、R5阻值分别为1.8Ω、1Ω,最后试求相关内容。
(1)带电粒子匀速穿过电容器时,求电容器的电荷量为多少,
想要让粒子朝着上方进行偏转,如此一来却又不会打到电容器的上板那里,那么R4的阻值不可以超过多少 Ω 呢,是这样的,标点符号是这样的。
(3)想要让粒子朝着下方发生偏转,然而又不会撞击到电容器的下板,那么R4的阻值不能够低于多少Ω呢。
把答案呈现出来,其中一个是,三乘以十后接上九C,另一个是,五点七Ω,还有一个是,零点六九Ω。
【解析】
【详解】
电容器跟R2、R3、R4所处的这部分电路相并联,在粒子匀速穿过电容器之际,R2、R3、R4这部分电路的总电阻是:
R (R) R3 R4 9,1.80.5,, ,(2)
0 2 ,(R 9)1.8
3 4
根据串联电路分压特点可得这部分的电压
R0 2, ,3V=2V,,R 3
0 1
电容器所具有的电荷量是Q0,其值为CU0,具体是1.5乘以10的9次方,其中C取2,再乘以3乘以10的9次方,单位是C。
当粒子匀速穿过电容器之际,存在qE0(mg)这种情况,粒子于电容器里开展运动,其耗费的时间为t,l的数值分别处于0.2 s、0.25s以及0.8。
当粒子向上偏转且刚好经过上极板最右端时,
在竖直的方向之上,通过对相关式子进行求解,得出一个结果,从中解得a等于2米每二次方秒,依据牛顿第二定律来推导,得出qE1减去mg等于ma的式子,紧接着能够得到。
E 5
0,
, 6
并可得
U E 50 0 ,, E 6
1 1
由此得R2、 R3、 R4这部分电路总电压
U1=2.4V,
R1的电压
UR1(E)U1,0.6V,电流
I1(UR1 )0.6 A,0.6A,
可得R2、 R3、 R4这部分电路总电阻
U1 2.4 ,(4), 0.6
由 R3 R4 (3)R4总(R2)
由此算出
R4≈5.7Ω,
正因如此,若要让粒子朝着上方发生偏转,然而又不会撞击到电容器的上一块板子,那么R4的电阻值一定不能超过5.7Ω。
(3)当粒子向下偏转且刚好经过下极板最右端时,
在竖直方向上,有y(1 2t )
解得,a=2m/s2,
由牛顿第二定律得mg(qE2)ma,
可得
E 5
0,
, 4
并可得
U E 50 0 ,, E 4
2 2
由此得R2、 R3、 R4这部分电路总电压
U2=1.6V,
R1的电压
UR1(E)U2,1.4V,电流
I1(UR1 )1.4 A,1.4A,
可得R2、 R3、 R4这部分电路总电阻
U2 1.6 8 ,, ,, 1.4 7
由 R3 R4 (3)R40 '(R2)
由此算出
R4≈0.69Ω,
因而,想要让粒子朝着上方发生偏转,然而又不会撞击到电容器的上板一流范文网,那么,R4的阻值是不可以超过0.69Ω的。
