20xx_最新高中物理_3-1恒定電流詳解分析-文庫吧

【正文】 過 2R/3時，電壓表的讀數由 U0增大到 2U0，若電源內阻不計，則下列說法中正確的是 R的電流增大為原來的 2倍 32 倍 R的阻值減小到零，則電壓表的示數為 4U0 5 ， 1 min 內通過橫截面的一價正離子和一價負離子的個數分別為 1021和 1020，則通過電解槽的電流為 _______. ，電源可提供 U=6 V的恒定電壓 ， R0為定值電阻，某同學實驗時誤將一電流表（內阻忽略）并聯于 Rx兩端，其示數為2 A，當將電流表換成電壓表（內阻無限大）后，示數為 3 V，則 Rx的阻值為 ____Ω . 16 Ω的均勻電阻絲變成一閉合圓環，在圓環上取Q為固定點， P為滑鍵，構成一圓形滑動變阻器，如圖 1— 28— 8所示，要使 Q、 P間的電阻先后為 4 Ω和 3 Ω，則對應的 θ 角應分別是 _______和 _______. 、乙兩地相距 6 km，兩地間架設兩條電阻都是 6 Ω的導線 .當兩條導線在甲、乙兩地間的某處發生短路時，接在 甲地的電壓表，如圖所示，讀數為 6 V，電流表的讀數為 A，則發生短路處距甲地多遠？ L m，線路上電流為 I A，若要求線路上電壓不超過 U V，輸電線電阻率為 ρΩ m，則該輸電線的橫截面積需滿足什么條件 ? 15 A A D BC ABCD 6 \5A 7 \3 8（ π 。2? 或 23 π） 9（ km） 10 （ S≥ ULI?2 ） 6 第 2 單元 串并聯電路 電表的改裝 一、串并聯 串聯 I1 ＝ I2 R ＝ R1 + R2 U ＝ U1 + U2 并聯 I1 + I2 ＝ I U1 ＝ U2 ??? 21 111 RRR （ 1） 21 21 RR RRR ?? (2) 總電阻小于任何一個電阻 （ 3）某一個電阻變大，總電阻變大 （ 4）某一支路斷路，總電阻變大 （ 5）某一支路短路，總電阻為零 分壓器 （ 1） 分清負載和空載時的輸出電壓 UCD （ 2） CD 間接入電阻的大小和多少對輸出電壓的影響 （ 3） p 在中點時的輸出電壓 UCD 電源的串聯和并聯 【 例 1】 已知如圖，兩只燈泡 L L2分別標有“ 110V， 60W”和“ 110V， 100W”，另外有一只滑動變阻器 R，將它們連接后接入 220V的電路中，要求兩燈泡都正常發光，并使整個電路消耗的總功率最小，應使用下面哪個電路？ B A. B. C. D. 【 例 2】 實驗表明，通過某種金屬氧化物制成的均勻棒中的電流 I 跟電壓 U 之間遵循 I =kU 3的規律，其中 U表示棒兩端的電勢差， k=。現將該棒與一個可變電阻器 R 串聯在一起后，接在一個內阻可以忽略不計，電動勢為 的電源上。求：（ 1）當串聯的可變電阻器阻值 R 多大時，電路中的電流為 ？（ 2）當串聯的可變電阻器阻值 R 多大時，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=，可求得棒兩端電壓為 2V，因此變阻器兩端電壓為 4V，由歐姆定律得阻值為 25Ω。 （ 2）由于棒和變阻器是串聯關系，電流相等，電壓跟功率成正比，棒兩端電壓為 1V，由 I =kU3 得電流為 ，變阻器兩端電壓為 5V，因此電阻為 250Ω。 【 例 3】 圖為分壓器接法電路圖，電源電動勢為 E，內阻不計，變阻器總電阻為 r。閉合電鍵 S 后，負載電阻 R兩端的電壓 U隨變阻器本身 a、 b 兩點間的阻值 Rx變化的圖線應最接近于右圖中的哪條實線 A.① B.② C.③ D.④ 解：當 Rx增大時，左半部分總電阻增L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 R R R L2 R 6V U1 U2 r R a b S Rx U o r E ① ② ④ ③ C D A B 7 大，右半部分電阻減小，所以 R 兩端的電壓 U 應 增大，排除④；如果沒有并聯 R，電壓均勻增大，圖線將是②；實際上并聯了 R，對應于同一個 Rx 值， 左半部分分得的電壓將比原來小了，所以③正確，選 C。 二、電 路 的 簡 化 原則： 無電流得支路可以除去 等勢點可以合并 理想導線可以任意長短 理想電壓表斷路，理想電流表短路 電容充電完畢時斷路，看成并聯，電壓相等 方法： 電流分支法 找交叉點法 注意 ：不漏掉任何一個元件，不重復用同一個元件 2 3 電鍵斷開 電鍵閉合 4 三、電路中有關電容器的計算。 兩種方法經常一起使用 R2 R3 R1 R4 C A B B P A M N D C M D N C A B A B B R2 C R2 R4 R1 R3 c R1 R2 D R3 R4 R2 R4 R3 R1 R1 R3 R2 R4 R1 R2 R3 R1 R2 R3 8 （ 1）電容器跟與它并聯的用電器的電壓相等。 （ 2）在計算出電容器的帶電量后，必須同時判定兩板的極性，并標在圖上。 （ 3）在充放電時，電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，所以要根據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，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態電容器電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過每根引線的電荷量 等于始末狀態電容器電荷量之和。 【 例 4】 已知如圖，電源內阻不計。為使電容器的帶電量增大，可采取以下那些方法： BD。 R1 R2 R3 R1 【 例 5】 已知如圖， R1=30Ω， R2=15Ω， R3=20Ω， AB間電壓 U=6V， A 端為正 C=2μ F，為使電容器帶電量達到 Q =210 6C，應將 R4 的阻值調節到多大？ 解：由于 R1 和 R2串聯分壓，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 2 106C，其兩端電壓必須為 1V，所以 R3的電壓 可以為 3V 或 5V。因此 R4應調節到 20Ω或 4Ω。兩次電容器上極板分別帶負電和正電。 還可以得出：當 R4由 20Ω逐漸減小的到 4Ω的全過程中，通過圖中 P 點的電荷量應該是 4 106C，電流方向為向下。 【 例 6】 如圖所示的電路中， 4 個電阻的阻值均為 R， E 為直流電源，其內阻可以不計，沒有標明哪一極是正極 .平行板電容器兩極板間的距離為 d.在平行極板電容器的兩個平行極板之間有一個質量為m，電量為 q 的帶電小球 .當電鍵 K 閉合時，帶電小球靜止在兩極板間的中 點 O上 .現把電鍵打開，帶電小球便往平行極板電容器的某個極板運動，并 與此極板碰撞，設在碰撞時沒有機械能損失，但帶電小球的電量發生變化 .碰后小球帶有與該極板相同性質的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運動到平行極板電容器的另一極板 .求小球與電容器某個極板碰撞后所帶的電荷 . 解：由電路圖可以看出，因 R4支路上無電流，電容器兩極板間電壓，無論 K 是否閉合始終等于電阻 R3上的電壓 U3，當 K閉合時，設此兩極板間電壓為 U，電源的電動勢為 E，由分壓關系可得 U＝ U3＝ 32 E ① 小球處于靜止，由平衡條件得 dqU ＝ mg ② 當 K 斷開，由 R1和 R3 串聯可得電容兩極板間電壓 U′為 U′＝ 2E ③ , 由①③得 U′＝ 43 U ④ U′＜ U表明 K 斷開后小球將向下極板運動，重力對小球做正功，電場力對小球做負功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關系 mg 2d － q 212??U mv2－ 0 ⑤ 因小球與下極板碰撞時無機械能損失，設小球碰后電量變為 q′，由功 能關系得 q′ U′－ mgd=0－ 21 mv2 ⑥ 聯立上述各式解得 q′＝ 67 q 球與下板碰后電荷符號未變，電量為原來的 67 . C A U B R1 R2 R3 R4 + － P R1 R3 R2 E C A