高二物理闭合电路欧姆定律例题解析
高二物理闭合电路欧姆定律例题解析
闭合电路欧姆定律是高二物理学习的难点，学生可以通过典型例题理解知识点，下面是学习啦小编给大家带来的高二物理闭合电路欧姆定律例题解析，希望对你有帮助。
高二物理闭合电路欧姆定律例题解析
【例1】 下列关于电功的说法中，错误的是( )
A.导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功
B.电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程
C.电流做功消耗的能量，由电源来供给
D.电功就是电能
【考点】电功的定义 【难度】2星 【题型】选择
【解析】据电功的定义和意义进行判断.正确答案为D.
【答案】D
【例2】 在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，错误的是( )
A.在任何电路中，电功为UIt=I2Rt B.在任何电路中，电功为UIt，电热为I2Rt
C.在纯电阻电路中，UIt=I2Rt D.在非纯电阻电路中，UIt
【考点】电功的定义 【难度】2星 【题型】选择
【答案】AD
【例3】 把一根电阻丝接入一恒定电压上，电阻丝消耗的功率为 ;若把电阻丝均匀拉长，使其直径变为原来的一半，那么电源在电阻丝上的功率变为原来的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
【考点】电功率的简单计算 【难度】2星 【题型】选择
【答案】D
【例4】 不考虑温度对电阻的影响，对一个“ ”的灯泡，下列说法正确的是( )
A.接在 的电路上时的功率为
B.接在 的电路上时的功率为
C.接在 的电路上时的功率为
D.接在 的电路上时的功率为
【考点】电功率的简单计算 【难度】2星 【题型】选择
【解析】解法一：由 得灯泡的电阻
电压为 时， ，电压为 时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏， .
解法二：由 可知 一定时， ，
当 时，
【答案】BD
【例5】 如图所示，电动势为 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关 ，三个灯泡都能正常工作.如果再合上 ，则下列表述正确的是
A.电源输出功率减小
B. 上消耗的功率增大
C.通过 上的电流增大
D.通过 上的电流增大
【考点】电功率的简单计算 【难度】2星 【题型】选择
【解析】因为电源内阻不计，故 ，当 减小， 增大，当 闭合后，相当于多并联了一个支路， 减小，电源输出功率增大，A错; 支路、 支路、 支路由于分得电压减小，功率都减小，只有干路电流和 支路电流增大，故C正确.
【答案】C
【例6】 有一台电风扇的铭牌上标有“ ”的字样，其线圈的直流电阻为 ，如果把它接入 的电路中，则下列求电风扇每分钟产生的热量的四种解法中，正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】焦耳定律的简单计算 【难度】2星 【题型】选择
【答案】C
【例7】 理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机线圈的电阻为 ，它与电热丝的电阻 相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为 ，电流为 ，消耗的电功率为 ，有( )
A. B. C. D.
【考点】电功率的计算 【难度】2星 【题型】选择
【答案】CD
【例8】 一台洗衣机上的电动机的额定电压 ，线圈电阻 ，在额定电压下正常运转时的电流为 ，求：
(1)电动机消耗总功率和发热的功率;
(2)电动机的输出功率.
【考点】电功率的简单计算 【难度】3星 【题型】计算
【答案】(1) (2)
【例9】 用抽水机抽水灌溉农田，已知时间 内可将质量为 的水抽高 送到地面上，水流出时的速度为 .求(1)抽水机在时间 内对水做的功;(2)若抽水机是由电动机带动的，抽水机和电动机的效率分别为 和 ，电动机的输入电压为 ，则通过电动机线圈的电流为多大?
【考点】电功的简单计算 【难度】3星 【题型】计算
【答案】(1)
(2)设电流为 ，则
得：
【例10】 自动扶梯以恒定的速度 沿与水平面成 角的方向斜向上运行，驱动电梯的电动机电压为 ，内电阻不计.空载时电流为 ，当站上一个质量为 的人以后，通过电动机的电流 .
【考点】电功率的简单计算 【难度】3星 【题型】填空
【答案】
【例11】 某商场安装了一台倾角为 的自动扶梯，该扶梯在电压为 的电动机带动下以 的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为 ，不载人时测得电动机中的电流为 ，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为__________.(设人的平均质量为 , 取 )
【考点】电功率的计算 【难度】4星 【题型】填空
【解析】设可乘载最多人数为 ，此时，电动机处于最大输出功率状态，在该状态下，电动机的输出功率一方面转化为扶梯转动所需功率，另一方面转化为 个人以恒定速度向上移动所需功率.根据能量守恒定律，有 ，
解得
【答案】
【例12】 已知两电阻 的 图线如图所示，把 并联接到一电源上， 消耗的功率为 ，则电源输出的功率是( )
A. B. C. D.
【考点】电功率的计算 【难度】3星 【题型】选择
【答案】B
【例13】 两个电阻 ， ，并联在电路中，欲使两个电阻消耗的电功率相等，可行的方法是( )
A.用一个阻值为 的电阻与 串联
B.用一个阻值为 的电阻与 串联
C.用一个阻值为 的电阻与 串联
D.用一个阻值为 的电阻与 串联
【考点】串并联电路中的电功率计算 【难度】3星 【题型】选择
【解析】并联电阻两端的电压相同，从公式 可知电阻较小的电阻消耗的功率较大，故应在小电阻所在的支路串联一个电阻，选项A和选项B都是错误的;若串联一个 的电阻，则两个支路的电阻相等，两个支路消耗的电功率必然相等，则显然不符合题目的要求，选项C也错误;若用 电阻与 串联，由于两电阻的阻值相同，串联时通过的电流也相同，所以两电阻消耗的功率相等，由于串联后的电阻等于 的一半，因此两个电阻的总功率等于 消耗功率的 倍，则每个电阻消耗的功率都相等，选项D正确.
【答案】D
【例14】 如图所示的电路中，三个灯泡消耗的功率相等，那么三灯的电阻关系大小是：( )
A.R1<R2<R3 B.R1>R3>R2
C.R1>R2>R3 D.R1=R2=R3
【考点】电功率的计算 【难度】3星 【题型】选择
【答案】B
【例15】 如图所示，灯 都为“ ”，灯 都为“ ”，则：
(1)哪个灯最亮，哪个灯最暗?
(2)四个灯电流之比 ?
【考点】电功率的计算 【难度】3星 【题型】计算
【解析】(1)根据电功率公式 ，灯 的电阻小于灯 的电阻.而灯 并联后的电阻小于灯 的电阻，也小于灯 的电阻，故在串联电路中，灯 的电阻最大，功率也最大，即灯 最亮.对灯 和 并联电路中，功率分配与电阻成反比，灯 消耗的实际功率小，也就是最暗.
(2)整个电路可看成三段电阻串联，有： ，而 ， ， .
【答案】(1) (2)
【例16】 有一个标有“ ”的白炽灯泡，若忽略温度对电阻的影响，
(1)求这个灯泡的电阻是多大?
(2)把这盏灯接在电压为 的电路中，它所消耗的电功率是多大?
(3)这盏灯正常发光 ，用电多少度?
(4)把这盏灯接在 的电路上，它的功率又为多少?
【考点】电功率的计算 【难度】3星 【题型】计算
【解析】(1)灯泡可认为是纯电阻，由 可得灯泡的电阻 .
(2)当接入电压为 的电路上时，认为电阻不变，但其实际功率已不等于额定功率了，这时的实际功率 .
(3)灯泡消耗的电能，等于电流所做的功
或
(4)当把灯泡接在 的电路中时，电压超过额定电压的一倍，灯泡将立即烧毁而不能发光，这时 .
【答案】(1) (2) (3) 度 (4)
【例17】 标有“ ”、“ ”、“ ”字样的三只灯泡，将它们与适当规格的电阻配合，接到 的电压上，试设计能使三灯都正常发光的电路，要求电路的耗电最小.
【考点】电功率的计算 【难度】3星 【题型】计算
【解析】三灯的额定电压都为 ，小于 ，所以灯不能直接接到 的电压上，应串联分压，才能使灯泡正常发光，根据额定电压、额定功率，三灯正常发光时的电流分别为
， ， ，可见三灯正常发光时，电路中的总电流不可能小于 ，所以要使三灯正常发光且电路耗电最省时的三灯连接方式： 两灯与另一阻值适当的电阻并联后与 灯串联时电路消耗的总功率
.
在附加电阻上消耗的功率为
.
附加电阻的大小为 .
【答案】
【例18】 如图所示，两灯额定电压都是 ，额定功率 ， ，接在 电路上，使电灯可能正常发光，且消耗功率最小的电路是哪个( )
【考点】电功率的最值计算 【难度】3星 【题型】选择
【解析】判断两灯能否正常发光，由两灯的额定电压和额定功率可判得 .选用电压来分析.
对于A电路，由于 ， ，即 ， 灯烧毁，两灯不能正常发光.
对于B电路，由于 ， ，即 ， 灯烧毁，两灯不能正常发光.
对于C电路， 可能等于 ， 可能等于 等于 ，两灯可能正常发光.
对于D电路， 可能等于 , 等于 可能等于 ，两灯可能正常发光.
C电路： ， ，总电路消耗功率为 .
D电路： ， ，总电路消耗功率为 .
电路两灯可以正常发光，且消耗功率最小.
【答案】C
【例19】 如图所示，三个电阻 、 、 的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为 、 、 ，此电路中允许消耗的最大功率为( )
A. B. C. D.
【考点】电功率的最值计算 【难度】3星 【题型】选择
【解析】设 .流过 的电流为 ，则流过 的电流也为 ，流过 的电流为 ，则实际功率 .
所以电路中允许消耗的最大功率为
【答案】A
【例20】 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机的内阻为 ， ，直流电压 ，电压表示数为 ，则通过电动机的电流强度为_______ ，输入电动机的电功率为_______ ，电动机工作 所产生的热量为_______ .
【考点】非纯电阻电路电功、电功率的计算 【难度】4星 【题型】填空
【解析】电路的总电压等于电阻与电动机两端电压之和. 两端的电压： ，通过电阻 的电流为 .电动机的电功率： .产生的热量： .
【答案】 ， ，
【例21】 有一直流电动机的内阻为 ，它和一盏标有“ ”的灯泡串联后接在电压恒为 的电路两端，灯泡正常发光，则( )
A.电动机的输入功率为 B.电动机的发热功率为
C.电路消耗的总功率为 D.电动机的输出功率为
【考点】非纯电阻电路电功、电功率的计算 【难度】3星 【题型】选择
【解析】因为灯泡正常发光，则灯泡两端电压为 ，实际功率为 ，由 得，
电动机发热功率：
电动机两端电压
电动机的输入功率为：
电动机的输出功率为：
电路消耗的总功率为：
【答案】A
【例22】 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种锅内水烧干后的保温状态.如图所示是电饭锅原理示意图，S是用感温材料制造的开关.下列说法中正确的是( )
A.其中 是供加热用的电阻丝
B.当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态
C.要使 在保温状态时的功率为加热状态时的一半， 应为
D.要使 在保温状态时的功率为加热状态时的一半， 应为
【考点】非纯电阻电路电功、电功率的计算 【难度】3星 【题型】选择
【答案】ABD
【例23】 如图所示是一种电熨斗的电路图， 、 为相同的电阻丝，其阻值不受温度影响，S为开关.使用时接入正常的照明电路.
(1)说明分别使用低温、高温挡时，S的通断情况.
(2)若使用低温挡时，电熨斗的额定功率为 ，求 的阻值.
(3)使用高温挡达到一定温度后，由于环境温度较低，电熨斗每分钟散热 ，为保持这一温度恒定，应在电路中串联多大的分压电阻丝?为保证各挡正常使用，怎样设计这部分电路最简单?
【考点】电功，电热的计算 【难度】3星 【题型】计算
【解析】 (1)使用低温挡时，S断开，使用高温挡时，S闭合.
(2)由 得：
(3)恒温时 由 得：
应串接的电阻 为保持高温、低温、恒温时都正常工作，应在分压电阻 上并联一个开关 .恒温时，S闭合， 断开.
【答案】(1)低温挡，S断开.高温挡，S闭合;(2) ;(3)
【例24】 小灯泡通电后其电流 随所加电压 变化的图线如图所示， 为图线上一点， 为图线的切线， 为 轴的垂线， 为 轴的垂线.则下列说法中正确的是( )
A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B. 对应 点，小灯泡的电阻为
C. 对应 点，小灯泡的电阻为
D. 对应 点，小灯泡的功率为图中矩形 所围的面积
【考点】电功、电功率的图象计算 【难度】4星 【题型】选择
【解析】 图象的斜率倒数的物理意义表示电阻值，因此随 增大，小灯泡的电阻增大，A对;对于可变电阻而言， ，所以 点对应电阻 ，不能用 来计算，B对、C错;功率 ，所以 点的对应功率 即为矩形 所围的面积，D对.
【答案】ABD
【例25】 大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把距地面 以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质);离地面 以上的大气可以看作是带电粒子密度非常大的良导体.地球本身带负电，其周围空间存在电场，离地面 处与地面之间的电势差均为 .由于电场的作用，地球处于放电状态，但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围的电场恒定不变，统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为 .
试估算大气电阻率 和地球的漏电功率 .(已知地球半径 ，结果保留一位有效数字)
【考点】电功率的综合计算 【难度】4星 【题型】计算
【解析】已知雷暴每秒带给地球的电荷量为 ，则大气的漏电平均电流为 ，
大气的漏电电阻可由欧姆定律求得 ，
由题设条件，式中 ，设大气的电阻率为 ，则有
由题中条件，式中 ，
解以上各式得
代入有关数值得
地球的漏电功率
代入有关数值得
【答案】
【例26】 环保汽车将为2008年奥运会场馆服务.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量 .当它在水平路面上以 的速度匀速行驶时，驱动电机输入电流 ，电压 .在此行驶状态下
(1)求驱动电机的输入功率
(2)若驱动电机能够将输入功率的 转化为用于牵引汽车前进的机械功率 ，求汽车所受阻力与车重的比值( );
(3)设想改用太阳能电池给该汽车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积.结合计算结果，简述你对该设想的思考.
【考点】电功率的综合计算 【难度】4星 【题型】计算
【解析】(1)驱动电机的输入功率
(2)在匀速行驶时
汽车所受阻力与车重之比
(3)当阳光垂直电池板入射时，所需板面积最小，设其为 ，距太阳中心为 的球面面积 若没有能量损耗，太阳能电池板接收到的太阳能功率为 ，则
设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为 ，
由于 ，所以电池板的最小面积
分析可行性并提出合理的改进建议
【答案】(1) (2) (3)
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