《恒定電流》知識(shí)點(diǎn)與典型例題解析

1、恒定電流知識(shí)點(diǎn)與典型例題 解析作者:日期:恒定電流知識(shí)點(diǎn)與例題解析知識(shí)點(diǎn)總結(jié)、基本概念及基本規(guī)律1 .電流電流的定義式：qI ?，適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。對(duì)于金屬導(dǎo)體有l(wèi)=nqvS （n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)， S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電子的定向移動(dòng)速率，約 10-5m/s，遠(yuǎn)小于電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率 105m/s，更小于電場(chǎng)的傳播速率 3Xl08m/s），此公式只適用于金屬導(dǎo)體，千萬不 要到處套用。2 .電阻定律導(dǎo)體的電阻R跟它的長度I成正比，跟它的橫截面積 S成反比，公式：R 一 ：s（1）P是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，叫材料的電阻率，單位是 Q m（2）純金屬的電阻率

2、小，合金的電阻率大。（3）材料的電阻率與溫度有關(guān)系： 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大（可以理解為溫度升高時(shí)金屬原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，對(duì)自由電子的定向移動(dòng)的阻礙 增大。）鉑較明顯，可用于做溫度計(jì)；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻。 半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減?。梢岳斫鉃榘雽?dǎo)體靠自由電子和空穴導(dǎo)電，溫度升高時(shí)半導(dǎo)體中的自由電 子和空穴的數(shù)量增大，導(dǎo)電能力提高） 有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近 0K時(shí)，電阻率突然減小到零一一這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度Tc。我國科學(xué)家在1989年把Tc提高到130K?，F(xiàn)在科學(xué)家們正

3、努力做到室溫超導(dǎo)。3 .部分電路歐姆定律I =U （適用于金屬導(dǎo)體和電解液，不適用于氣體導(dǎo)電）R電阻的伏安特性曲線：注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別。還要注意：當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí)，電阻的伏安特性曲線不再是過原點(diǎn)的直線。4. 電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差電動(dòng)勢(shì)：E=W/ q，單位：V電勢(shì)差：U=W/q，單位：V在電源外部的電路中，是靜電力對(duì)自由電荷做正功，電流由電源的正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低；而在電源電源一U用電器內(nèi)部是電荷受的非靜電力克服靜電力做功，電流由負(fù)極流向正極，沿電流電勢(shì)升高。E=W/q中的W表示非靜電力做功 W 非; U=W/q中的W表示靜電力做功 W電?？偨Y(jié)：電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差兩個(gè)

4、概念表面上很相似，但從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度講它們是正好相 反，電動(dòng)勢(shì)表征電源中非靜電力做功的本領(lǐng)，即其它形式的能向電能轉(zhuǎn)化的本領(lǐng)；而電勢(shì)差是電 路中靜電力做功的本領(lǐng)的量度，即電能向其它能轉(zhuǎn)化的情況。我們應(yīng)注意二者的區(qū)別和聯(lián)系。5. 電功和電熱（1）電路中的功與能能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律。電源是把其它能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，內(nèi)阻和用電器是電能轉(zhuǎn)化為熱 能等其它形式能的裝置。如化學(xué)電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，而電路中發(fā)光燈泡是將電能轉(zhuǎn)化成光、熱能，如圖所示電路。對(duì)于一個(gè)閉合電路，它的能量應(yīng)該是守恒的，但又在不同形式間轉(zhuǎn)化，通過做功方式完成。在電源部分，非靜電力 做正功W 非=qE，將其它形

5、式的能轉(zhuǎn)化成電能。而內(nèi)阻上電流做功，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 W內(nèi)=qU （ U'為內(nèi)阻上的電勢(shì)降）在外電路部分，電流做功 W外=qU （U為路端電壓），電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能?？梢?，整個(gè)電路中的能量循環(huán)轉(zhuǎn)化，電用電器源產(chǎn)生多少電能，電路就消耗多少，收支平衡。即：W非=W內(nèi)+W外或qE=qU +qU(2) 電功與電熱如圖所示，用電器兩端電壓 U，電流I。時(shí)間t內(nèi)，電流對(duì)用電器做功 W=Ult ;該用電器的電功率 P=W/t=UI ;若用 電器電阻為R，時(shí)間t內(nèi)該用電器產(chǎn)生的熱量 Q=I2Rt (焦耳定律)；該用電器的熱功率P熱=Q/t=I 2R。2 U 2 若電路為純電阻電路，電功等于電熱：W

6、=Q=UIt=I 2r t= t。R 若電路為非純電阻電路(如電動(dòng)機(jī)和電解槽)，由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其它能，所以電功必然大于電熱：W>Q，這時(shí)電功只能用 W=UIt計(jì)算，電熱只能用 Q=I 2Rt計(jì)算，兩式不能通用。電功就是電場(chǎng)力做的功，因此是W=UIt ;由焦耳定律，電熱 Q=I 2Rt。其微觀解釋是：電流通過金屬導(dǎo)體時(shí)，自由電子在加速運(yùn)動(dòng)過程中頻繁與正離子相碰，使離子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，而電子速率減小，可以認(rèn)為自由電子只以某一速率定向 移動(dòng)，電能沒有轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能，只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。二、串并聯(lián)與混聯(lián)電路1 應(yīng)用歐姆定律須注意對(duì)應(yīng)性。選定研究對(duì)象電阻 R后，I

7、必須是通過這只電阻 R的電流，U必須是這只電阻 R兩端的電壓。該公式只能直接用于 純電阻電路，不能直接用于含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等用電器的電路。2 公式選取的靈活性。(1) 計(jì)算電流，除了用I 夕卜，還經(jīng)常用并聯(lián)電路總電流和分電流的關(guān)系：1 = 1什12R(2) 計(jì)算電壓，除了用 U=IR夕卜，還經(jīng)常用串聯(lián)電路總電壓和分電壓的關(guān)系：U=5+U2(3) 計(jì)算電功率，無論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)，總功率都等于各電阻功率之和：P=P!+P22 U 2對(duì)純電阻，電功率的計(jì)算有多種方法： P=UI=I 2r=R以上公式l = l!+I2、U = 5+U2和P=Pl+P2既可用于純電阻電路，也可用于非純電阻電路；既

8、可以用于恒定電流，也可 用于交變電流。3 對(duì)復(fù)雜電路分析，一般情況下用等勢(shì)點(diǎn)法比較方便簡潔。(1) 凡用導(dǎo)線直接連接的各點(diǎn)的電勢(shì)必相等(包括用不計(jì)電阻的電流表連接的點(diǎn))。(2) 在外電路，沿著電流方向電勢(shì)降低。(3) 凡接在同樣兩個(gè)等勢(shì)點(diǎn)上的電器為并聯(lián)關(guān)系。(4) 不加聲明的情況下，不考慮電表對(duì)電路的影響。搞清電路各元件之間的連接關(guān)系，畫岀結(jié)構(gòu)清晰的等效電路，是利用歐姆定律解決電路問題的重要前提。我們通常 采用節(jié)點(diǎn)跨接法來分析電路結(jié)構(gòu)。具體方法為：首先標(biāo)明電路中各節(jié)點(diǎn)名稱，經(jīng)過電源和用電器的節(jié)點(diǎn)名稱應(yīng)不同，而一段導(dǎo)線兩端的節(jié)點(diǎn)名稱不變。理想的電壓表可視為斷路。理想的電流表可視為導(dǎo)線?？紤]電表內(nèi)

9、阻時(shí)，就應(yīng)把它們 當(dāng)作用電器對(duì)待。接著，定性判斷電路中各節(jié)點(diǎn)電勢(shì)高低(沒有標(biāo)明的可假設(shè))。最后將各電器填在對(duì) 應(yīng)的節(jié)點(diǎn)間以判明彼此間的串、并聯(lián)關(guān)系。4電路中有關(guān)電容器的計(jì)算。(1) 電容器跟與它并聯(lián)的用電器的電壓相等。(2) 在計(jì)算岀電容器的帶電量后，必須同時(shí)判定兩板的極性，并標(biāo)在圖上。(3) 在充放電時(shí)，電容器兩根導(dǎo)線上的電流方向總是相同的，所以要根據(jù)正極板電荷變化情況來判斷電流方向。(4) 如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過每根導(dǎo)線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差；如果變化前 后極板帶電的電性改變，那么通過每根導(dǎo)線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。5.電路中的電表我們接觸比較

10、多的電表是電壓表和電流表，理想情況下電流表可以看成導(dǎo)線，電壓表可以看成無窮大的電阻而忽略 它們的內(nèi)阻對(duì)電路的影響，可在某些實(shí)際問題中，這種影響很大，根本不可能忽略不計(jì)這時(shí)就要把電表看成一個(gè)可以 讀數(shù)的特殊電阻，放在電路中，與其它用電器一起分析。三、閉合電路歐姆定律1 主要物理量。研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、1、U，前兩個(gè)是常量,后三個(gè)是變量。閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有：E=U外+U內(nèi)丨E（I、R關(guān)系）"R r U=E-Ir (U、I 關(guān)系)RU E (U、R關(guān)系)R+r從式看出：當(dāng)外電路斷開時(shí)（I = 0）,路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)。而這時(shí)用電壓表去測(cè)量時(shí)，讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動(dòng)

11、勢(shì)（有微弱電流）。當(dāng)外電路短路時(shí)（R = 0 ,因而U = 0 ）電流最大為Im=E/r （般不允許出現(xiàn)這種情況，會(huì)把電源燒壞）2 歐姆定律適用條件11"一一e jr如圖所示：電路由電源和電動(dòng)機(jī)組成，電動(dòng)機(jī)繞線電阻為R,則此電路中的電流是否為 I=E/ （R+r）?I工E/（R+r）的關(guān)鍵是 Uz IR,即非純電阻電路中歐姆定律已不再適用。但可由能量分配關(guān)系得出表達(dá)式 E=U+Ir （ U為電動(dòng)機(jī)兩端的電壓）回答時(shí)應(yīng)提醒學(xué)生注意電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：為非純電阻用電器，弓I導(dǎo)學(xué)生做出否定回答，即：UE （R+r）3.電源的功率和效率（1）功率：電源的功率（電源的總功率）：指非靜電力做功，把其它

12、形式的能 轉(zhuǎn)化為電能的功率。Pe=EI 電源的輸出功率：指電源對(duì)外電路做功的功率P出=UI 電源內(nèi)部消耗的功率：指內(nèi)阻上的電熱功率.設(shè)內(nèi)阻為r，則Pr=I 2r這三者之間是什么關(guān)系？（2）電源的效率:P URP =U（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路）Pe E R r電源的輸出功率p2 2 2E R 4Rr E . E(R r) (R r) 4r 4r則電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí),電源的輸出功率最大，為Pm =。可見，R越大，電源效率較高, 4r而P出最大時(shí)，n=r/（2r） =50%，并不大。所以要注意區(qū)分電源輸出功率與效率這兩個(gè)概念。4 .變化電路的討論。閉合

13、電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會(huì)影響整個(gè)電路，使總電路和每一部分 的電流、電壓都發(fā)生變化。討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路 的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。以右圖電路為例：設(shè)Ri增大，總電阻一定增大；由I , I 一定減小；由U=E-Ir , U 一定增大；因此 U4、b 一定增大；由咕=I-I4, b、R ru3一定減??；由U2=U-U3, u2、I2一定增大；由4=13 -I2, I1 一定減小。總結(jié)規(guī)律如下：總電路上R增大時(shí)總電流I減小，路端電壓U增大；變化電阻本身和總電路變化規(guī) 律相同；和變化電阻有串聯(lián)關(guān)系（通過變化電阻的電流也通過該電阻）的看電流（即總

14、電 流減小時(shí)，該電阻的電流、電壓都減?。?；和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的（通過變化電阻的電 流不通過該電阻）看電壓（即路端電壓增大時(shí)，該電阻的電流、電壓都增大）。5 閉合電路的U-I圖象右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入 電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大??；b的斜率的絕對(duì)值表示外電阻的大小；當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即內(nèi)、夕卜電阻相等時(shí)圖中矩形面積最大，即輸岀功率最大(可以看岀當(dāng)時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半)6滑動(dòng)變阻器的兩種特殊接法在電路圖中，滑動(dòng)變阻器有兩種接法要特別引起重視：(

15、1) 右圖電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從a端滑向b端的過程中，到達(dá)中點(diǎn)位置時(shí)外電阻最大，總電流最小。所以電流表A的示數(shù)先減小后增大；可以證明：A,的示數(shù)一直減小，而A2的示數(shù)一直增大。(2) 右圖電路中，設(shè)路端電壓 U不變。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭 P從a端滑向b端的過程中，總電阻逐漸減??；總電流I逐漸增大；Rx兩端的電壓逐漸增大，電流 lx也逐漸增大(這是實(shí)驗(yàn)中常用的分壓電路的原理)；滑動(dòng)變阻器r左半部的電流I先減小后增大。7.斷路點(diǎn)的判定當(dāng)由純電阻組成的串聯(lián)電路中僅有一處發(fā)生斷路故障時(shí)，用電壓表就可以方便地判定斷 路點(diǎn)：凡兩端電壓為零的用電器或?qū)Ь€是無故障的；兩端電壓等于電源電壓的用電器

16、或?qū)Ь€發(fā)生了斷路8 .黑盒冋題。女口果黑盒內(nèi)只有電阻，分析時(shí)，從阻值最小的兩點(diǎn)間開始?！纠}22】如圖所示，黑盒有四個(gè)接線柱，內(nèi)有4只阻值均為6Q的電阻，每只電阻都直接與接線柱相連。測(cè)得 Rab=6Q，Rac=Rad=10Q。Rbc=Rbd=Rcd=4Q，試畫出黑盒內(nèi)的電路。 解：由于最小電阻是 Rbc=Rbd=Rcd=4Q，只有2只6Q串聯(lián)后再與1只6Q并聯(lián)才能出現(xiàn) 因此be、cd、db間應(yīng)各接1只電阻。再于ab間接1只電阻，結(jié)論正合適。d典型例題解析【例題1】實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個(gè)圖象來表示:U解：燈絲在通電后一定會(huì)發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)才會(huì)發(fā)岀可見光，這時(shí)溫度

17、能達(dá)到很高，因此必須考慮到燈絲 的電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會(huì)增大，溫度升高，電阻率也將隨之增大， 電阻增大，。U越大I-U曲線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)于原點(diǎn)連線的斜率必然越小，選 A?！纠}2】下圖所列的4個(gè)圖象中，最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率 P與電壓平方U 2 之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個(gè)圖象解：此圖象描述P隨U 2變化的規(guī)律，由功率表達(dá)式知:，U越大，電阻越大，圖象上對(duì)應(yīng)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜R率越小。選C?！纠}3】如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)電阻r=1 Q，M為一小電動(dòng)機(jī)，其內(nèi)部線圈的導(dǎo)線電阻Rm=2Q。R為一只保護(hù)電阻,R=

18、3Q。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.3V，求電動(dòng)機(jī)得到的電功率和它轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功率。Wb本題的關(guān)鍵是電路中有電動(dòng)機(jī)，不是純電阻電路，因而歐姆定律不再適用。突破點(diǎn)是利用電壓表與R的阻值，求岀電路中的電流，再求岀各部分的電壓和功率。解：由部分電路歐姆定律知：電路中電流l=UbR=0.3/3=0.1A由閉合電路歐姆定律知：Uab=E-lr-U bc=6V-0.1 X1V-O.3V=5.6V所以電動(dòng)機(jī)得到的功率為電流對(duì)它做功的功率：P ®=Uabl=5.6 0：.1W=0.56W解答完畢后，可再讓學(xué)生求一下電動(dòng)機(jī)的效率n以加深非電阻電路 P電工P熱的印象。P電轉(zhuǎn)化為兩部分：機(jī)械功率和電機(jī)

19、導(dǎo)線內(nèi)阻上的發(fā)熱功率，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化的機(jī)械功率為：P a=P電-I2Rm 2X2W=0.54W【例題4】某一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電壓 Ui=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載，因此不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電流為Ii=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)電流為D=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大？解：電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為為純電阻，由歐姆定律得，r=5，這個(gè)電阻可認(rèn)為是不變的。電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，11輸入的電功率為 P電二U2l2=36W，內(nèi)部消耗的熱功率 P熱=I；R=5W，所以機(jī)械功率P=31W由這道例題可知：電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)電流較大，容易被燒壞；正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流反而較小?！纠}5】如圖所示，A、B兩燈泡額定電壓都為110V

20、，額定功率PA=100W，Pb=40W，接在220V電路上。欲使燈 泡正常發(fā)光，且電路中消耗的功率最少，用以下哪種接法？ /1_* R-®-1 z 1 Z K一 H Z LRABCI解：A圖中，由R=U2/P知，兩燈上電壓不能同時(shí)達(dá)到110V，故不可能都正常發(fā)光，A被排除。B圖中，由R=U2/P知Rav Rb，當(dāng)Ra與變阻器R并聯(lián)后，該部分電阻更小，不可能與B同時(shí)正常發(fā)光，所以 B被排除。C圖中，想讓A、B都正常發(fā)光，則兩個(gè)電燈上電壓都應(yīng)為110V，即A與B和R并聯(lián)后的阻值相同，貝U A的功率與并聯(lián)部分的功率相同，總功率為2Pa=200W。同理，D圖中，R上分壓與A、B并聯(lián)部分相同，

21、則兩部分電阻與電功率相同，所以總功率為 2 (Pa+Pb)=280W。選項(xiàng)C正確。卩1 巾質(zhì)子源”| | * 4Z 非純電阻電路中，電流做功也不再只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而是根據(jù)具體情況轉(zhuǎn)化為其它各種形式的能?！纠}6】來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓 為800kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子 流。已知質(zhì)子電荷 e=1.60 >10-19C。這束質(zhì)子流每秒打至U靶上的質(zhì)子數(shù)為。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1 : n2=L和4L的兩處,各取一解：按定義，|二匹t=6.2

22、510伯。由于各處電流相同,t e設(shè)這段長度為I，其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè)，則由1 2 二一。而 v 2as，二 v s ，-vn2S22=:=. S11【例題7】已知如圖，R1=6Q，R2=3Q，R3=4 Q，則接入電路后這三只電阻的實(shí)際功率之比為 解：本題解法很多，注意靈活、巧妙。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)三只電阻的電流關(guān)系最簡單：電流之比是11 ：丨2： l3=1 : 2： 3 ;還可以發(fā)現(xiàn)左面兩只電阻并聯(lián)后總阻值為2 Q,因此電壓之比是U1 : U2 :U3=1: 1 : 2;在此基礎(chǔ)上利用P=Ul，得P1:P2 :Pa=1: 2 : 6-C11【例題8】已知如圖，兩只燈泡 L1> L2分別標(biāo)有“1

23、10V 60V”和“110V 100V”，另外有一只滑動(dòng)變阻器R,將它們連接后接入220V的電路中，要求兩燈泡都正常發(fā)光，并使整個(gè)電路消耗的總功率最小，應(yīng)使用下面哪個(gè)電路?11LA解：A、C兩圖中燈泡不能正常發(fā)光。因此消耗的電功率一定相等?？梢灾苯涌磳纾築、D中兩燈泡都能正常發(fā)光,B圖總功率為200W，D【例題9】實(shí)驗(yàn)表明，通過某種金屬氧化物制成的均勻棒中的電流它們的特點(diǎn)是左右兩部分的電流、電壓都相同， 圖總功率為320W，所以選B oI跟電壓U之間遵循I =kU 3的規(guī)律，其中U表示棒兩端的電勢(shì)差，k=0.02A/V 3?，F(xiàn)將該棒與一個(gè)可變電阻器 R串聯(lián)在一起后， 的電源上。求：(1)當(dāng)串聯(lián)

24、的可變電阻器阻值R多大時(shí)，電路中的電流為大時(shí)，棒上消耗的電功率是電阻R上消耗電功率的1/5?解：畫出示意圖如右。(1)由I =kU 3和I=0.16A，可求得棒兩端電壓為 律得阻值為25Qo(2)由于棒和變阻器是串聯(lián)關(guān)系，電流相等，電壓跟功率成正比，棒兩端電壓為 由I =kU3得電流為0.02A，變阻器兩端電壓為 5V，因此電阻為250Q。接在一個(gè)內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，電動(dòng)勢(shì)為6.0V0.16A? ( 2)當(dāng)串聯(lián)的可變電阻器阻值R多2V,因此變阻器兩端電壓為 4V，由歐姆定IV，6【例題10】左圖甲為分壓器接法電路圖，電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì)，變阻器總電阻為載電阻R兩端的電壓U隨變阻器a、b兩點(diǎn)間

25、的阻值 Rx變化的圖線應(yīng) 最接近于右圖中的哪條實(shí)線A . B .C. D .解：當(dāng)Rx增大時(shí)，左半部分總電阻增大， 右半部分電阻減小，所 以R兩端的電壓U應(yīng)增大，排除；如果沒有并聯(lián)R，電壓均勻增大, 圖線將是；實(shí)際上并聯(lián)了 R，對(duì)應(yīng)于同一個(gè)Rx值，左半部分分得的 電壓將比原來小了，所以正確，選 Cor。閉合電鍵S后，負(fù)O【例題11】如右圖所示，設(shè) R1=R2=R3=R4=R，求：開關(guān)S閉合和開啟時(shí)的 AB兩端的電阻比。 解：利用節(jié)點(diǎn)法，開關(guān)閉合時(shí)，電路中各節(jié)點(diǎn)標(biāo)稱如圖a所示。其中R2、R3都接在AB兩點(diǎn)間，而R4兩端都為B,即R4被短路，所以其等效電路如圖 b所示，易得Rab=R/3。 當(dāng)開關(guān)

26、開啟時(shí)，電路中各節(jié)點(diǎn)標(biāo)稱如圖 c所示，其對(duì)應(yīng)等效電路為圖d所示，易得Rab ' =2R/5所以兩次電阻比為5/6?！纠}12】已知如圖，電源內(nèi)阻不計(jì)。為使電容器的帶電量增大， 可采取以 下那些方法：A .增大R1B .增大R2C .增大R3D.減小R1解：由于穩(wěn)定后電容器相當(dāng)于斷路，因此R3上無電流，電容器相當(dāng)于和 R2并聯(lián)。只有增大R2或減小R1才能增大電容器C兩端的電壓，從而增大其帶電量。 改變R3不能改變電容器的帶電量。因此選 BD o【例題13】已知如圖，R1=30Q, R2=15Q, R3=20Q, AB間電壓U=6V , A端為正C=2gF,為使電容器帶電量達(dá)到 Q =2

27、X10- 6C,應(yīng)將R4的阻值調(diào)節(jié)到多大？解：由于R1和r2串聯(lián)分壓，可知 R1兩端電壓一定為4V，由電容器的電容知：為 使C的帶電量為2X10-6c，其兩端電壓必須為1V，所以R3的電壓可以為3V或5V。因 此R4應(yīng)調(diào)節(jié)到20Q或4Q。兩次電容器上極板分別帶負(fù)電和正電。還可以得出：當(dāng)R4由20Q逐漸減小的到4Q的全過程中，通過圖中 P點(diǎn)的電荷量應(yīng)該是4Xi0-6c，電流方向?yàn)橄蛳隆?【例題i4】如圖示，電源電動(dòng)勢(shì)E=i2V，內(nèi)阻r=i?，電阻Ri=3Q，R2=2Q，R3=5Q，求Ci、C2所帶電量。解：Ci、C2看成短路后，外電路相當(dāng)于 Ri、R2串聯(lián)，R3中無電流，可視為短路，即路歐姆定律

28、知：電容器的電容Ci=4gF, C2=1 gF,Ucb=R2E/ / Ri +R2+r) =4VUab= / Ri+R2)E/ / Ri +R2+r) =i0V所以 Ci、C2所帶電量 Qi、Q2 分別為：Qi=CiUcb=1.6 X0 5C ； Q2=C2Uab=1 Xi0 5C 【例題15】如圖所示，Ri=2kQ，R2=3kQ，電源內(nèi)阻可忽略?，F(xiàn)用一電壓表測(cè)電路 端電壓，示數(shù)為6V ;用這電壓表測(cè) R1兩端，電壓示數(shù)為 2V。那么A . Ri兩端實(shí)際電壓是2VB .電壓表內(nèi)阻為6k QC . R2兩端實(shí)際電壓是3.6VD .用這電壓表測(cè)R2兩端電壓，示數(shù)是3V解：本題中電阻R1> R

29、2的阻值較大，電壓表與之相比不能看成電阻為無窮大的斷路. 此要把它當(dāng)成一個(gè)特殊電阻來處理。由于不計(jì)電源內(nèi)阻，電壓表測(cè)得的電壓6V就是電源電動(dòng)勢(shì)，所以 Ri兩端實(shí)際電壓為同理，U2=3.6V。UcD=UcB, U AD = U AB，由閉合電1*E*AD1JH=3J4Ui=6VX 2k Q/(2k Q +3k QRv Ri6當(dāng)電壓表測(cè)Ri兩端電壓時(shí)，顯示的是它與 Ri并聯(lián)后所分得的電壓，即 2Rv Ri，所以Rv=6kQ。當(dāng)電壓RvRi丄 rr2Rv ' RiRv Ri表測(cè)R2兩端電壓時(shí)，易得電壓表示數(shù)為3V。所以選項(xiàng)B、C、D正確?！纠}i6】已知如圖，E =6V，r =4 Q Ri=

30、2Q，R2的變化范圍是0i0Q。求：電源的最大輸出功率； 的最大功率；R2上消耗的最大功率。解：R2=2Q時(shí)，外電阻等于內(nèi)電阻，電源輸出功率最大為 2.25W :Ri是定植電阻，電流越大功率越大, 時(shí)Ri上消耗的功率最大為 2W;把Ri也看成電源的一部分，等效電源的內(nèi)阻為 6Q，所以，當(dāng)R2=6Q時(shí)， 功率最大為i.5W?！纠}i7】如圖，電源的內(nèi)阻不可忽略。已知定值電阻 時(shí)，電流表的示數(shù)為 0.20A。那么當(dāng)電鍵S接位置2時(shí)，Ri=10Q, R2=8Q。當(dāng)電鍵 S接位置1電流表的示數(shù)可能是下列哪些值Ri上消耗所以R2=0R2上消耗的A . 0.28AB . 0.25A*0.22AD. 0.i9A解：電鍵接2后，電路的總電阻減小，總電流一定增大，所以不可能是0.i9A .電源的路端電壓一定減小，原來路端電壓為2V,所以電鍵接2后路端電壓