2024年高考物理二轮专题复习：闭合电路的欧姆定律

更新时间：2024-02-26 浏览次数：15 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2024高二上·安庆期末) 如图甲所示的电路中，已知电源电动势E和内阻r，灯泡电阻为R。闭合开关S后，流过两个电流传感器的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A . 开关S闭合的瞬间，自感线圈中的自感电动势和电流均为零 B . 若断开开关S，则断开瞬间小灯泡D先闪亮再熄灭 C . 电源电动势 $\text{[math]}$ D . 电源内阻 $\text{[math]}$

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2. (2024高二上·汕尾期末) 如图甲所示，直线A为某电源的 $\text{[math]}$ 图线，曲线B为某灯泡的 $\text{[math]}$ 图线，用该电源和灯泡串联起来组成的闭合回路如图乙所示，灯泡恰能正常发光．下列说法正确的是（）

A . 该电源的内阻为 $\text{[math]}$ B . 该灯泡正常发光时，外电路的电压为 $\text{[math]}$ C . 该灯泡正常发光时的功率为 $\text{[math]}$ D . 该灯泡正常发光时，电源的输出功率为 $\text{[math]}$

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3. (2023高二上·清远期中) 在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U₀就变得越高，反之，电压U₀就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（　　）

A . B . C . D .

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4. (2023高二下·齐齐哈尔期末) 如图甲所示， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是水平面内平行放置且足够长的光滑金属导轨，导轨右端接有一个阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻，导轨间存在垂直于导轨平面的磁场（图中未画出）。虚线 $\text{[math]}$ 将磁场分为I、II两个区域，其中区域I中存在非匀强磁场，区域II中存在匀强磁场。虚线 $\text{[math]}$ 是区域I中的一条参考线， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间的距离为 $\text{[math]}$ ，图乙所示图像描述的是磁感应强度 $\text{[math]}$ 和虚线 $\text{[math]}$ 的右侧各点到虚线 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ 的关系。金属棒 $\text{[math]}$ 静止在导轨上，与导轨始终垂直且接触良好，某时刻开始，金属棒 $\text{[math]}$ 在外力作用下经过区域I运动到区域II ，已知在金属棒 $\text{[math]}$ 经过虚线 $\text{[math]}$ 后的运动过程中电阻 $\text{[math]}$ 消耗的电功率不变，金属棒 $\text{[math]}$ 和导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（　　）

A . 金属棒 $\text{[math]}$ 经过 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 处时，速度大小之比为1：2：3 B . 在金属棒 $\text{[math]}$ 从虚线 $\text{[math]}$ 运动到虚线 $\text{[math]}$ 的过程和从虚线 $\text{[math]}$ 运动到 $\text{[math]}$ 处的过程中，通过电阻 $\text{[math]}$ 的电荷量之比为1：1 C . 金属棒 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 处和 $\text{[math]}$ 处受到的安培力大小之比为1：2 D . 在金属棒 $\text{[math]}$ 从虚线 $\text{[math]}$ 运动到虚线 $\text{[math]}$ 的过程和从虚线 $\text{[math]}$ 运动到 $\text{[math]}$ 处的过程中，电阻 $\text{[math]}$ 消耗的电能之比为2：1

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5. (2023高二上·怀仁月考) 图甲为某电源的 $\text{[math]}$ 图线，图乙为某小灯泡的 $\text{[math]}$ 图线的一部分，则下列说法中正确的是（）

A . 电源的内阻为 $\text{[math]}$ B . 当小灯泡两端的电压为 $\text{[math]}$ 时，它的电阻约为 $\text{[math]}$ C . 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的两端的电压约为 $\text{[math]}$ D . 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为 $\text{[math]}$

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6. (2023高二上·怀仁月考) 在如图所示的电路中， $\text{[math]}$ 为定值电阻， $\text{[math]}$ 为可变电阻， $\text{[math]}$ 为电源电动势， $\text{[math]}$ 为电源内阻 $\text{[math]}$ ．则以下说法中正确的是（）

A . 当 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 上获得最大功率 B . 当 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 上获得最大功率 C . 当 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 上获得最大功率 D . 当 $\text{[math]}$ 时，电源的效率最大

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二、多项选择题

7. (2024高二上·清远期末) 如图甲所示， $\text{[math]}$ 匝的圆形线圈 $\text{[math]}$ ，其电阻为 $\text{[math]}$ ，它的两端点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻 $\text{[math]}$ 相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示，则（）

A . 线圈中感应电流是逆时针方向 B . 线圈中感应电动势大小为 $\text{[math]}$ C . 电路中电流是 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的电势差为 $\text{[math]}$

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8. (2024高二上·番禺期末) 如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直。如果圆盘的半径为r，匀速转动的周期为T，圆盘全部处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。下列说法中正确的是（　　）

A . 电阻R中电流方向向上 B . 回路中有周期性变化的感应电流 C . 圆盘转动产生的感应电动势为 $\text{[math]}$ D . 若铜盘转速增大为原来的2倍，则R的电功率也将增大为原来的2倍

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9. (2023高三上·济南月考) 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨放置在同一水平面内，相距为 $\text{[math]}$ ，一端连接阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻。长度为 $\text{[math]}$ 的金属棒放在导轨上，与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，金属棒的质量为 $\text{[math]}$ ，电阻为 $\text{[math]}$ 。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，不计金属导轨的电阻，在金属棒以初速度 $\text{[math]}$ 沿导轨向右运动的过程中，下列说法正确的是（）

A . 金属棒的最大加速度为 $\text{[math]}$ B . 金属棒向右运动的距离 $\text{[math]}$ C . 通过电阻 $\text{[math]}$ 的电荷量为 $\text{[math]}$ D . 电阻 $\text{[math]}$ 上产生的热量为 $\text{[math]}$

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10. (2023高二下·郑州期末) 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电.图中交流电源电压为" $\text{[math]}$ ，定值电阻 $\text{[math]}$ ，小灯泡 $\text{[math]}$ 的规格均为“6V 1.8W”，理想变压器 $\text{[math]}$ 原副线图的匝数比分别为1：3和3：1。分别接通电路I和电路II，两电路都稳定工作时（）

A . $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 一样亮 B . $\text{[math]}$ 比 $\text{[math]}$ 更亮 C . $\text{[math]}$ 上消耗的功率比 $\text{[math]}$ 的大 D . $\text{[math]}$ 上消耗的功率比 $\text{[math]}$ 的小

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11. (2022高二上·魏县期末) 如图，MN和 $\text{[math]}$ 是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L ，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑链接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为2R的金属棒从高为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中（）

A . 流过定值电阻的电流方向是：N→Q B . 通过金属棒的电荷量为 $\text{[math]}$ C . 金属棒克服安培力所做的功为 $\text{[math]}$ D . 电阻R产生的焦耳热为 $\text{[math]}$

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12. (2022高二上·成都期末) 由相同材料、相同横截面积的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，乙线圈的匝数是甲的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。已知甲线圈正好匀速进入磁场，在甲线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，甲线圈中的感应电动势为E、感应电流为I、产生的焦耳热为Q ，则在乙线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，下列说法中是（　　）

A . 乙线圈也正好匀速进入磁场 B . 乙线圈中的感应电动势也为E C . 乙线圈中的感应电流也为I D . 乙线圈中产生的焦耳热也为Q

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13. (2023高二下·广州期末) 如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间存在垂直水平面的匀强磁场， $\text{[math]}$ 时，线框在水平向右的外力 $\text{[math]}$ 作用下紧贴 $\text{[math]}$ 从静止开始做匀加速运动，外力 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量 $\text{[math]}$ 、电阻 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 磁场宽度为 $\text{[math]}$ B . 匀强磁场的磁感应强度为 $\text{[math]}$ C . 线框穿过 $\text{[math]}$ 的过程中产生的焦耳热等于 $\text{[math]}$ D . 线框穿过 $\text{[math]}$ 的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为 $\text{[math]}$

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14. (2023高二下·富锦月考) 如图甲所示，电阻为5Ω、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，R＝95Ω。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，则（　　）

A . 在线圈位置上感应电流沿逆时针方向 B . A点的电势低于B点的电势 C . 回路中电流为0.5A D . 0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.5C

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三、非选择题

15. (2024高二上·惠州期末) 如图（a）所示，同学们经常用到饭卡、水卡进行扣款消费.饭卡、水卡内部结构如图（b）所示，由线圈和电路组成.当卡片靠近感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片运作，从而实现扣款功能.测得卡片内部线圈为长8cm、宽5cm的长方形，共5匝，回路总电阻为1Ω.若某次感应时卡面与感应区平面平行，在0.1s的感应时间内，感应区内垂直于感应区平面的磁感应强度由0均匀增大到 $\text{[math]}$ .求：
1. （1） 0.1s内线圈的平均感应电动势E；
2. （2） 0.1s内通过线圈内导线某截面的电荷量q；
3. （3） 0.1s内线圈的发热量Q.（计算结果均保留2位有效数字）
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16. (2024高二上·潮阳期末) 如图所示，一对间距d=0.2m、竖直放置的平行金属板M、N分别接于电路中的B、P两点间，P为滑动变阻器R₂的中点，平行金属板间产生的电场可视为匀强电场。现将一质量为m=4×10^-3kg带电小球c，用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点，小球静止时悬线与竖直方向的夹角α=37°，滑动变阻器R₂的总阻值为25Ω，定值电阻R₁=23Ω，电源内阻r=2Ω，闭合S，电流表示数为0.12A，取sin37°=0.6，g=10m/s²。求：
1. （1）求电源电动势 $\text{[math]}$ 的大小；
2. （2）小球的电性以及带电量；
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17. (2024高二上·天河期末) 如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L＝0.4m．导轨右端接有阻值R＝1Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好．导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L．从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s后刚好进入磁场．若使棒在导轨上始终以速度v＝1m/s做直线运动，求：
1. （1）棒进入磁场前，回路中的电动势E；
2. （2）棒在运动过程中受到的最大安培力F；
3. （3）棒通过三角形abd区域时电流I与时间t的关系式．
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18. (2023高二上·江门期中) 如图所示的电路中，直流电源的电动势 $\text{[math]}$ ，内电阻 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为电阻箱。两带小孔的平行金属板 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 竖直放置：另两个平行金属板 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 水平放置，板长 $\text{[math]}$ ，板间的距离 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为荧光屏， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的右端到荧光屏的距离 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 金属板的中轴线与荧光屏的交点， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 点下方的一点， $\text{[math]}$ 当电阻箱的阻值调为 $\text{[math]}$ 时。闭合开关 $\text{[math]}$ ，待电路稳定后，将一带电量为 $\text{[math]}$ 质量为 $\text{[math]}$ 的粒子从 $\text{[math]}$ 板小孔从静止释放进入极板间，不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。
1. （1）求 $\text{[math]}$ 板间电压 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 板间电压 $\text{[math]}$ 各多大？
2. （2）求带电粒子从极板 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 离开时速度大小？
3. （3）使粒子恰好打到 $\text{[math]}$ 点， $\text{[math]}$ 的阻值应调到多大？
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19. (2023高三上·南山开学考) 超级高铁（Pneumatic。Tubes）是一种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，具有超高速、高安全、低能耗、噪声小、污染小等特点，2017年8月中国航天科工公司启动时速1000千米的“高速飞行列车”研发项目，后续还将研制最大运行速度2000千米和4000千米的超级高速列车，如图甲是中国超级高铁模型效果图；在管道中固定着两根水平的平行导轨 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，两导轨间距为 $\text{[math]}$ ，图乙是超级高铁列车的纵向截面图，截面是半径为R的圆，列车总质量为M，在列车底盘上固定有长为 $\text{[math]}$ 、宽为R的矩形金属线框 $\text{[math]}$ ，线框单位长度的电阻为r。管道内依次分布着磁感应强度大小均为B、宽度均为R且方向垂直导轨平面的匀强磁场，且相邻区域磁场方向相反，当列车进站时，列车以速度 $\text{[math]}$ 从图丙所示位置开始减速，管道内稀薄空气阻力及与轨道间摩擦均可忽略不计，重力加速度为g， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）导轨对列车的支持力N的大小；
2. （2）列车减速过程中的最大加速度a；
3. （3）列车减速的距离x。
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20. (2023高二下·平阳月考) 如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 相距为 $\text{[math]}$ ，导轨平面与水平面的夹角 $\text{[math]}$ ，导轨电阻不计，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 垂直于 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 $\text{[math]}$ 、电阻为 $\text{[math]}$ 两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ 现闭合开关 $\text{[math]}$ ，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为 $\text{[math]}$ 的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率。求：
1. （1）金属棒能达到的最大速度 $\text{[math]}$ ；
2. （2）灯泡的额定功率 $\text{[math]}$ ；
3. （3）金属棒达到最大速度的一半时的加速度 $\text{[math]}$ ；
4. （4）若金属棒上滑距离为 $\text{[math]}$ 时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑 $\text{[math]}$ 的过程中，金属棒上产生的电热 $\text{[math]}$ 。
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21. (2023·临海模拟) 如图所示，相距 $\text{[math]}$ 的两平行导轨MN、PQ固定在水平面上，其中 $\text{[math]}$ 和O处为一小段长度可忽略的绝缘材料，其余均为金属材料，两导轨左端连接阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻。导轨所在处的空间分布两个竖直向下的有界磁场，磁场1宽度为 $\text{[math]}$ ，右边界与y轴重合，磁感应强度大小 $\text{[math]}$ ，磁场2宽度为 $\text{[math]}$ ，左边界与y轴重合，磁感应强度分布规律为， $\text{[math]}$ ，水平导轨上的无磁场区域静止放置一质量为 $\text{[math]}$ 的“联动双杆”（金属杆ab和cd长度均为 $\text{[math]}$ ，电阻均为2Ω，它们之间用长度为 $\text{[math]}$ 的刚性绝缘杆连接构成），在外力F的作用下以 $\text{[math]}$ 的速度匀速穿过磁场1，完全进入磁场2后撤去外力F ，运动过程中，杆ab、cd与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求：
1. （1）联动双杆进入磁场1的过程中，通过ab杆的电荷量；
2. （2）联动双杆匀速穿过磁场1的过程中，外力F做的功；
3. （3）联动双杆能否穿出磁场2，请说明理由。
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