稳恒电流专题考点例析二、解析典型问题问题1:会对电路进行简化对一个复杂的电路,画出等效电路图,是一项基本功,也是电路分析和计算的基础在复杂电路中,当导体间串、并联的组合关系不很规则时,要进行电路的简化,简化电路方法较多,这里介绍两种常用的方法:(1)分支法;(2)等势法1)分支法:以图1(甲)为例:第一支线:以A经电阻R1到B(原则上以最简便直观的支路为第一支线)第二支线:以A经由电阻R2到C到B 第三支线:以A经电阻R3到D再经R1到B以上三支线并联,且C、D间接有S,简化图如图1(乙)所示2)等势法:以图2为例 设电势A高B低,由A点开始,与A点等势的点没有,由此向下到C点,E点与C点等势,再向下到D点,F、B点与D点等势,其关系依次由图3所示3)注意:对于复杂电路的简化可交替用分支法和等势法;理想的电流表可视作短路;理想的电压表和电容器可视作断路;两等势点间的电阻可省去或视作短路问题2:会分析动态电路的有关问题电路中局部的变化会引起整个电路电流、电压、电功率的变化,“牵一发而动全身”是电路问题的一个特点处理这类问题常规思维过程是:首先对电路进行分析,然后从阻值变化的部分入手,由串、并联规律判断电路总电阻变化情况(若只有有效工作的一个电阻阻值变化,则不管它处于哪一支路,电路总电阻一定跟随该电阻变化规律而变),再由全电路欧姆定律判断电路总电流、路端电压变化情况,最后再根据电路特点和电路中电压、电流分配原则判断各部分电流、电压、电功率的变化情况。
为了快速而准确求解这类问题,同学们要熟记滑线变阻器常见三种接法的特点:第一种:如图4所示的限流式接法. RAB随pb间的电阻增大而增大第二种:如图5所示分压电路.电路总电阻RAB等于AP段并联电阻RaP与PB段电阻RbP的串联当P由a滑至b时,虽然Rap与Rpb变化相反,但电路的总电阻RAB持续减小;若P点反向移动,则RAB持续增大证明如下:所以当Rap增大时,RAB减小;当Rap减小时,RAB增大滑动头P在A点时,RAB取最大值R2;滑动头P在b点时,RAB取最小值第三种:如图6所示并联式电路由于两并联支路的电阻之和为定值,则两支路的并联电阻随两支路阻值之差的增大而减小;随两支路阻值之差的减小而增大,且支路阻值相差最小时有最大值,相差最大时有最小值证明如下:令两支路的阻值被分为RA、Rb,且RA+Rb=R0,其中R0为定值则可见,R//的确随RA与Rb之差的增大而减小,随差的减小而增大,且当相差最小时,R//有最大值,相差最大时,R//有最小值此外,若两支路阻值相差可小至零,则R//有最大值R0/4.1. 如图6所示,R1=4Ω,R2=5Ω,R3=7Ω,求P由A至b移动过程中,总电阻RAB如何变化?2. 如图7所示,电灯A标有“10V,10W”,电灯B标有“8V,20W”,滑动变阻器的总电阻为6Ω,当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考电灯电阻的变化)A、 安培表示数一直减小,伏特表示数一直增大;B、 安培表示数一直增大,伏特表示数一直减小;C、 安培表示数先增大后减小,伏特表示数先减小后增大;D、 安培表示数先减小后增大,伏特表示数先增大后减小。
3. 如图8所示,由于某一电阻断路,致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断时要大,则这个断路的电阻可能是( ) A. R1 B. R2 C. R3 D. R44. 如图9所示电路,电源的电动势为E,内阻为R,R0为固定电阻,R为滑动变阻器在变阻器的滑片由a端移向b端的过程中,电容器C所带的电量( ) A. 逐渐增加 B. 逐渐减小 C. 先增加后减小 D. 先减少后增加 问题3:会求解三种功率的有关问题5. 如图10所示,电路中电池的电动势E=5V,内电阻R=10Ω,固定电阻R=90Ω,R0是可变电阻,在R0从零增加到400Ω的过程中,求: (1)可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率(2)电池的电阻R和固定电阻R上消耗的最小热功率之和6. 有四个电源,电动势均相等,内电阻分别为1、2、4、8,现从中选择一个对阻值为2Ω的电阻供电,欲使电阻获得的电功率最大,则所选电源的内电阻为: A.1 B.2 C.4 D.87. 有四盏灯,接入如图11中,L1和L2都标有“220V、100W”字样,L3和L4都标有“220V、40W”字样,把电路接通后,最暗的灯将是:A.L1; B.L2;C.L3;D.L4问题4:会解非理想电表的读数问题同学们在求非理想电压表或非理想电流表的读数时,只要将电压表看作电阻RV,求出RV两端的电压就是电压表的示数;将电流表看作电阻RA,求出通过RA的电流就是电流表的示数。
8. 三个完全相同的电压表如图12所示接入电路中,已知V1表读数为8V,V3表的读数为5V,那么V2表读数为 9. 阻值较大的电阻R1和R2串联后,接入电压U恒定的电路,如图13所示,现用同一电压表依次测量R1与R2的电压,测量值分别为U1与U2,已知电压表内阻与R1、R2相差不大,则: A.U1+U2=U; B.U1+U2
先闭合电键K,待电路稳定后,再将K断开,则断开K后流过电阻R1的电量为 .问题6:会解电容与电场知识的综合问题1、讨论平行板电容器内部场强的变化,从而判定带电粒子的运动情况对于正对面积为S,间距为d的平行板电容器C,当它两极板间的电压为U时,则其内部的场强;若电容器容纳电量Q,则其内部场强.据和很容易讨论E的变化情况根据场强的变化情况就可以分析电容器中带电粒子的受力情况,从而判定带电粒子的运动情况15. 一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源联接成如图19所示的电路.今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是:A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R216. 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图20所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,W表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则:A.U变小,E不变. B.E变大,W变大.C.U变小,W不变. D.U不变,W不变.17. 在如图21电路中,电键K1、K2、K3、K4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P.断开哪一个电键后P会向下运动?A.K1 B.K2 C.K3 D.K418.19. 如图22所示电路,电键K原来是闭合的,当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时,悬在空气平板电容器C两水平极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。
要使尘埃P加速向上运动的方法是:A、把R1的滑片向上移动;B、把R2的滑片向上移动;C、把R2的滑片向下移动;D、把电键K断开20. 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图23所示,接通开关K,电源即给电容器充电.( ) A.保持K接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小 B.保持K接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电量增大 C.断开K,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小 D.断开K,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大2、结合电荷守恒定律求解有关电容问题21. 在如图24所示的电路中,电容器A的电容CA=30μF,电容器B的电容CB=10μF.在电键K1、K2都是断开的情况下,分别给电容器A、B充电.充电后,M点的电势比N点高5V,O点的电势比P点低5V.然后把K1、K2都接通,接通后M点的电势比N点高.A、10V. B、 2.5V.C、2.5V. D、4.0V问题7:关于RC电路中暂态电流的分析在含容电路中的电流稳定以后,电容充有一定的电量,与电容串联的电阻中没有电流通过但当电路中某电阻或电压发生变化时,会导致电容的充电或放电,形成暂态电流。
如何分析暂态电流?我们可以先确定初始稳态电容所带的电量,再确定当电路中某电阻或电压发生变化时引起电容所带的电量变化情况,从而分析暂态电流这类问题在近几年高考试题中多次出现,同学们在高三复习时应引起重视22. 图25所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中,以下说法正确的是:A、 电阻R中没有电流; B、 电容器的电容变小;C、 电阻R中有从a流向b的电流;D、 电阻R中有从b流向a的电流问题8:会解非纯电阻电路问题非纯电阻电路是指电路含有电动机、电解槽等装置,这些装置的共同特点是可以将电能转化为机械能、化学能等其他形式的能量23. 直流电动机线圈的电阻很小,起动电流很大,这对电动机本身和接在同一电源上的其他电器都产生不良的后果为了减小电动机起动时的电流,需要给电动机串联一个起动电阻R,如图26所示电动机起动后再将R逐渐减小如果电源电压U=220V,电动机的线圈电阻R0=2Ω,那么,(1)不串联电阻R时的起动电流是多大?(2)为了使起动电流减小为20A,起动电阻应为多大?24. 如图27所示,电阻R1=20Ω,电动机绕线电阻R2=10Ω,当电键S断开时,电流表的示数是I1=0.5A,当电键合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是:A.I=1.5A B.I<1.5AC.P=15W D.P<15W例24、某一用直流电动机提升重物的装置,如图28所示,重物的质量m=50kg,电源电动势E=110V,不计电源电阻及各处摩擦,当电动机以V=0.90m/s的恒定速度。