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1、 恒定电流错题集一、主要内容本章内容包括电流、产生持续电流的条件、电阻、电压、电动势、内电阻、路端电压、电功、电功率等基本概念，以及电阻串并联的特点、欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、串联电路的分压作用、并联电路的分流作用等规律。二、基本方法本章涉及到的基本方法有运用电路分析法画出等效电路图,掌握电路在不同连接方式下结构特点，进而分析能量分配关系是最重要的方法;注意理想化模型与非理想化模型的区别与联系;熟练运用逻辑推理方法,分析局部电路与整体电路的关系三、错解分析在本章知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在：不对电路进行分析就照搬旧的解题套路乱套公式;逻辑推理时没有逐步展
2、开,企图走“捷径”；造成思维“短路”;对含有电容器的问题忽略了动态变化过程的分析。例1 如图-1所示电路，已知电源电动势=6.V,内电阻r0.,固定电阻2，R2=3,R3是阻值为5的滑动变阻器。按下电键K,调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。【错解】将滑动触头滑至左端，3与R1串联再与R并联，外电阻再将滑动触头滑至右端3与R2串联再与R1并联，外电阻【错解原因】由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用(滑动变阻器与用电器串联)当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小。以至给人以一种思维定势：不分具体电路，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小。【分析解答
3、】将图91化简成图。外电路的结构是R与2串联、（R3-R)与R1串联，然后这两串电阻并联。要使通过电路中电流最大,外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小,外电阻应当最大。设R3中与R2串联的那部分电阻为R,外电阻为因为，两数和为定值,两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小。当R2R=R1+R3R时,R最大，解得因为R1=2R2=3,所以当变阻器滑动到靠近端点时两部分电阻差值最大。此时刻外电阻最小。由闭合电路欧姆定律有:通过电源的电流范围是A到。【评析】不同的电路结构对应着不同的能量分配状态。电路分析的重要性有如力学中的受力分析。画出不同状态下的电路图,运用电阻串并联的规律求出总电阻的阻值或阻
4、值变化表达式是解电路的首要工作。例2 在如图93所示电路中，R1390,R2=3,电源内电阻r=50,当K合在1时，电压表的读数为8V；当合在2时,电压表的读数为U=72,电流表的读数为I1=0.18A，求:（1）电源的电动势(2)当K合在3时,两电表的读数。【错解】()因为外电路开路时,电源的路端电压等于电源的电动势，所以U断0V；【错解原因】上述解答有一个错误的“替代假设”:电路中的电流表、电压表都是理想的电表。事实上,问题并非如此简单。如果进一步分析K合在时的情况就会发现矛盾：R1=0.18302(V）80V，这就表明,电路中的电流表和电压表并非理想的电表。【分析解答】（1）由题意无法判
5、断电压表、电流表是理想电表。设RA、Rv分别为电压表、电流表的内阻,为电流表与电阻器R1串联后的电阻，R为电流表与电阻器R2串联的电阻。则K合在2时：由上述两式解得:R1=400=90V(2)当K合在时，因故90V=67.5(V)=028（A)【评析】本题告诉我们，有些题目的已知条件隐藏得很深。仅从文字的表面是看不出来的。只好通过试算的方法判断。判断无误再继续进行解题。例3 如图4所示，1=V,10.，R1=5，平行板电容器的两板距离d=m,当电键K接通时极板中的一个质量m=410-3g,电量为q=017C的带电微粒恰好处于静止状态。求:(1）K断开后,微粒向什么方向运动，加速度多大？（）若电
6、容为10pF,K断开后,有多少电量的电荷流过R2?【错解】当电键接通电路稳定时、电源1和2都给电容器极板充电,所以充电电压U1+2。带电粒子处于平衡状态,则所受合力为零,F-mg=U1=1（v)当电键K断开后,电容器上只有电源 给它充电,U=2。即带电粒子将以7.5m/s2的加速度向下做匀加速运动。又 Q1=C=0310-24=410-C=CU10310-121=110-9C=Q-Q=310-9C极板上电量减少3-9,也即K断开后，有电量为310-9C的电荷从R2由下至上流过。【错解原因】在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意,在与电容器串联的电路中没有电流,所以电阻不起降低电压作用（如
7、R)，但电池、电容两端可能出现电势差,如果电容器与电路并联,电路中有电流通过。电容器两端的充电电压不是电源电动势，而是路端电压U。【分析解答】(1）当K接通电路稳定时,等效电路图如图9-5所示。1、r和1形成闭合回路,A，B两点间的电压为:电容器中带电粒子处于平衡状态,则所受合力为零，F-g=0在B，R2,2,C，支路中没有电流，R2两端等势将其简化,U+2=AB,2=U-AB=1.2V当K断开电路再次达到稳定后,回路中无电流电路结构为图9-6所示。电容器两端电压U=1.25V即带电粒子将以.875m/s2的加速度向下做匀加速运动。(2)K接通时，电容器带电量为CU41O-CK断开时,电容器带
8、电量为CU=1.10-（C)QQQ2.7510-9C有总量为27510-9(C)的电子从R由下至上流过。【评析】本题考查学生对电容器充放电物理过程定性了解程度,以及对充电完毕后电容所在支路的电流电压状态是否清楚。学生应该知道电容器充电时，随着电容器内部电场的建立，充电电流会越来越小,电容器两极板间电压(电势差)越来越大。当电容器两端电压与电容器所并联支路电压相等时充电过程结束，此时电容器所在的支路电流为零。根据这个特点学生应该会用等势的方法将两端等势的电阻简化，画出等效电路图,如本题中的图9-，图9-6，进而用电路知识解决问题。例4 如图9-7所示，电源电动势，内电阻r=0.5，电阻R1=5.
9、0、R2=35、R36.0、R4=0，电容C=2.F。当电键K由a与接触到与接触通过R的电量是多少？【错解】K接a时,由图9-8可知=5(V)此时电容器带电量接时，由图-9可知=35(V)此时电容器带电量流过R的电量为QQ-QC =306(C)【错解原因】没有对电容器的充电放电过程做深入分析。图98图中电容器的上极板的电势高,图99中电容器的下极板的电势高。电容器经历了先放电后充电的过程。经过R3的电量应是两次充电电量之和。【分析解答】K接a时，由图98可知此时电容器带电量QC=CU1=I0-(C)K接时，由图-9可知此时电容器带电量C=U=0.7105（)流过R3的电量为QQ+QC=1.70
10、-5(C）【评析】对于电容电量变化的问题,还要注意极板电性的正负。要分析清电容器两端的电势高低，分析全过程电势变化。例5在电源电压不变的情况下,为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍,下列措施可行的是A、剪去一半的电阻丝B、并联一根相同的电阻丝C、串联一根相同的电阻丝D、使电热器两端的电压增大一任【错解】根据可知，,因为U不变，所以要使电阻减为原来的一半，所以选A、B。【错解原因】忽略了每根电阻丝都有一定的额定功率这一隐含条件。【分析解答】将电阻丝剪去一半后，其额定功率减小一半，虽然这样做在理论上满足使热量增加一倍的要求，但由于此时电阻丝实际功率远远大于额定功率，因此电阻丝将被烧坏
11、。故只能选B。【评析】考试题与生产、生活问题相结合是今后考试题的出题方向。本题除了需要满足电流、电压条件之外，还必须满足功率条件：不能超过用电器的额定功率。例6 如图9-10所示的电路中已知电源电动势=36V，内电阻r=，R=2,每盏灯额定功率都是，额定电压也相同。当闭合调到R214时，两灯都正常发光;当K断开后为使仍正常发光，求R2应调到何值？【错解】设所求电阻R，当灯L1和2都正常发光时，即通过灯的电流达额定电流I。【错解原因】分析电路时应注意哪些是恒量,哪些是变量。图9-0电路中电源电动势是恒量，灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压和通过每个灯的电流是额定的。错解中对电键K闭合和断开两
12、种情况,电路结构差异没有具体分析,此时随灯所在支路电流强度不变,两种情况干路电流强度是不同的，错误地将干路电流强度认为不变，导致了错误的结果。【分析解答】解法一：设所求阻值R2,当灯L1和L2正常发光时,加在灯两端电压力额定电压U。当K闭合时，1=UL+I1(R1+R2)当K断开时,2=U+I2（R1+r+R2），又 1=I12I=2I，（I为额定电流）得= UL+2(1+r2) L(R1+r+R2) I（Rr+2R-R）0 但I0,R1+rR=R2即R2=0+2+21450解法二：设所求阻值R2，当灯1和L正常发光时，加在灯两端电压为额定电压UL，由串联电路电压分析可得:【评析】电路中的局部
13、电路(开关的通断、变阻器的阻值变化等)发生变化必然会引起干路电流的变化，进而引起局部电流电压的变化。应当牢记当电路发生变化后要对电路重新进行分析。例7 如图-1所示，电源电压保持不变,变阻器R1的最大值大于2的阻值，在滑片P自右向左滑动过程中,R的电功率如何变化？【错解】采用“端值法”,当P移至最左端时，R1=0,则Rl消耗的电功率变为0,由此可知,当滑片P自右向左滑动过程中，R1的电功率是变小的。【错解原因】此题虽然不能直接用,及判断出结果，但由于题中R1R2，所以用端值法只假设R1=0是不够的。【分析解答】因此，在这两种情况时,R1的电功率都是P1R2（) Rl=R2（3) R12三种情况时，R1、R2上消耗的电功率哪个大？【错解】(l)根据P=2可知,当R1R2时，1P2;当=2时，P1=P；当RlR时，P1P2。（2）根据 当R1R2时,1P2;当R1=R2时，P1=P2;当RP2。【错解原因】错误在于认为电路改变时其路端电压保持不
