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恒定電流錯(cuò)題本例1 如圖91所示，1=3V，r1=0.5，R1=R2=5.5，平行板電容器的兩板距離d=1cm，當(dāng)電鍵K接通時(shí)極板中的一個(gè)質(zhì)量m=410-3g，電量為q=1.010-7C的帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：（1）K斷開(kāi)后，微粒向什么方向運(yùn)動(dòng)，加速度多大？（2）若電容為1000pF，K斷開(kāi)后，有多少電量的電荷流過(guò)R2？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解： 當(dāng)電鍵K接通電路穩(wěn)定時(shí)、電源1和2都給電容器極板充電，所以充電電壓U=1+2。帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則所受合力為零，F(xiàn)mg = 02=U1=1(v)當(dāng)電鍵K斷開(kāi)后，電容器上只有電源 給它充電，U=2。即帶電粒子將以7.5m/s2的加速度向下做勻加速運(yùn)動(dòng)。又Q1=CU=10310-124=4109CQ=CU10310-121110-9CQ=QQ=310-9C極板上電量減少310-9C，也即K斷開(kāi)后，有電量為310-9C的電荷從R2由下至上流過(guò)。在直流電路中，如果串聯(lián)或并聯(lián)了電容器應(yīng)該注意，在與電容器串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流，所以電阻不起降低電壓作用(如R2)，但電池、電容兩端可能出現(xiàn)電勢(shì)差，如果電容器與電路并聯(lián)，電路中有電流通過(guò)。電容器兩端的充電電壓不是電源電動(dòng)勢(shì)，而是路端電壓U?！菊_解答】 (1)當(dāng)K接通電路穩(wěn)定時(shí)，等效電路圖如圖92所示。1、r1和R1形成閉合回路，A，B兩點(diǎn)間的電壓為：電容器中帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則所受合力為零，F(xiàn)mg0在B，R2，2，C，A支路中沒(méi)有電流，R2兩端等勢(shì)將其簡(jiǎn)化，U2=UAB， 2=UUAB=1.25V當(dāng)K斷開(kāi)電路再次達(dá)到穩(wěn)定后，回路中無(wú)電流電路結(jié)構(gòu)為圖93所示。電容器兩端電壓U=2=1.25V即帶電粒子將以6.875m/s2的加速度向下做勻加速運(yùn)動(dòng)。(2)K接通時(shí)，電容器帶電量為Q=CU=41O-9CK斷開(kāi)時(shí)，電容器帶電量為Q=CU=1.210-9(C)QQQ=2.7510-9C有總量為2.7510-9(C)的電子從R2由下至上流過(guò)。【小結(jié)】 本題考查學(xué)生對(duì)電容器充放電物理過(guò)程定性了解程度，以及對(duì)充電完畢后電容所在支路的電流電壓狀態(tài)是否清楚。學(xué)生應(yīng)該知道電容器充電時(shí)，隨著電容器內(nèi)部電場(chǎng)的建立，充電電流會(huì)越來(lái)越小，電容器兩極板間電壓(電勢(shì)差)越來(lái)越大。當(dāng)電容器兩端電壓與電容器所并聯(lián)支路電壓相等時(shí)充電過(guò)程結(jié)束，此時(shí)電容器所在的支路電流為零。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)學(xué)生應(yīng)該會(huì)用等勢(shì)的方法將兩端等勢(shì)的電阻簡(jiǎn)化，畫(huà)出等效電路圖，如本題中的圖92，圖93，進(jìn)而用電路知識(shí)解決問(wèn)題。例2 如圖94所示，電源電動(dòng)勢(shì)=9V，內(nèi)電阻r=0.5，電阻R1=5.0、R2=3.5、R3=6.0、R4=3.0，電容C=2.0F。當(dāng)電鍵K由與a接觸到與b接觸通過(guò)R3的電量是多少？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：K接a時(shí)，由圖9-5可知流過(guò)R3的電量為Q=QCQC=3106(C)沒(méi)有對(duì)電容器的充電放電過(guò)程做深入分析。圖95圖中電容器的上極板的電勢(shì)高，圖96中電容器的下極板的電勢(shì)高。電容器經(jīng)歷了先放電后充電的過(guò)程。經(jīng)過(guò)R3的電量應(yīng)是兩次充電電量之和?！菊_解答】K接a時(shí)，由圖95可知此時(shí)電容器帶電量QC=CU1=110-5(C)K接b時(shí)，由圖96可知此時(shí)電容器帶電量QC=CU1=0.710-5(C)流過(guò)R3的電量為Q=QCQC=1.7105(C)【小結(jié)】 對(duì)于電容電量變化的問(wèn)題，還要注意極板電性的正負(fù)。要分析清電容器兩端的電勢(shì)高低，分析全過(guò)程電勢(shì)變化。例3 如圖97所示的電路中已知電源電動(dòng)勢(shì)=36V，內(nèi)電阻r=2，R1=20，每盞燈額定功率都是2W，額定電壓也相同。當(dāng)K閉合調(diào)到R2=14時(shí)，兩燈都正常發(fā)光；當(dāng)K斷開(kāi)后為使L2仍正常發(fā)光，求R2應(yīng)調(diào)到何值？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：設(shè)所求電阻R2，當(dāng)燈L1和L2都正常發(fā)光時(shí)，即通過(guò)燈的電流達(dá)額定電流I。分析電路時(shí)應(yīng)注意哪些是恒量，哪些是變量。圖910電路中電源電動(dòng)勢(shì)是恒量，燈L1和L2正常發(fā)光時(shí)，加在燈兩端電壓和通過(guò)每個(gè)燈的電流是額定的。錯(cuò)解中對(duì)電鍵K閉合和斷開(kāi)兩種情況，電路結(jié)構(gòu)差異沒(méi)有具體分析，此時(shí)隨燈所在支路電流強(qiáng)度不變，兩種情況干路電流強(qiáng)度是不同的，錯(cuò)誤地將干路電流強(qiáng)度認(rèn)為不變，導(dǎo)致了錯(cuò)誤的結(jié)果。【正確解答】解法一：設(shè)所求阻值R2，當(dāng)燈L1和L2正常發(fā)光時(shí)，加在燈兩端電壓力額定電壓UL。當(dāng)K閉合時(shí)，1=UL+I1(R1+r+R2)當(dāng)K斷開(kāi)時(shí)，2=UL+I2(R1+r+R2)，又 1=2= I1=2I2=2I，(I為額定電流)得= UL2I(R1rR2) =ULI(R1rR2) I(R1r2R2-R2)=0 但I(xiàn)0，R1+r2R2=R2即R2=20+2+214=50解法二：設(shè)所求阻值R2，當(dāng)燈L1和L2正常發(fā)光時(shí)，加在燈兩端電壓為額定電壓UL，由串聯(lián)電路電壓分析可得：【小結(jié)】 電路中的局部電路(開(kāi)關(guān)的通斷、變阻器的阻值變化等)發(fā)生變化必然會(huì)引起干路電流的變化，進(jìn)而引起局部電流電壓的變化。應(yīng)當(dāng)牢記當(dāng)電路發(fā)生變化后要對(duì)電路重新進(jìn)行分析例4 如圖98所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)=6.3V，內(nèi)電阻r=0.5，固定電阻R1=2，R2=3，R3是阻值為5的滑動(dòng)變阻器。按下電鍵K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)，求通過(guò)電源的電流范圍?！惧e(cuò)解分析】錯(cuò)解：將滑動(dòng)觸頭滑至左端，R3與R1串聯(lián)再與R2并聯(lián)，外電阻再將滑動(dòng)觸頭滑至右端R3與R2串聯(lián)再與R1并聯(lián)，外電阻由于平時(shí)實(shí)驗(yàn)，常 常用滑動(dòng)變阻器作限流用（滑動(dòng)變阻器與用電器串聯(lián)）當(dāng)滑動(dòng)頭移到兩頭時(shí)，通過(guò)用電器的電流將最大或最小。以至給人以一種思維定勢(shì)：不分具體電路，只要電路中有滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)頭在它的兩頭，通過(guò)的電流是最大或最小。【正確解答】將圖91化簡(jiǎn)成圖99。外電路的結(jié)構(gòu)是R與R2串聯(lián)、（R3-R）與R1串聯(lián)，然后這兩串電阻并聯(lián)。要使通過(guò)電路中電流最大，外電阻應(yīng)當(dāng)最小，要使通過(guò)電源的電流最小，外電阻應(yīng)當(dāng)最大。設(shè)R3中與R2串聯(lián)的那部分電阻為R，外電阻R為因?yàn)?，兩?shù)和為定值，兩數(shù)相等時(shí)其積最大，兩數(shù)差值越大其積越小。當(dāng)R2+R=R1+R3-R時(shí)，R最大，解得因?yàn)镽1=2R2=3，所以當(dāng)變阻器滑動(dòng)到靠近R1端點(diǎn)時(shí)兩部分電阻差值最大。此時(shí)刻外電阻R最小。通過(guò)電源的電流范圍是2.1A到3A?！拘〗Y(jié)】 不同的電路結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)著不同的能量分配狀態(tài)。電路分析的重要性有如力學(xué)中的受力分析。畫(huà)出不同狀態(tài)下的電路圖，運(yùn)用電阻串并聯(lián)的規(guī)律求出總電阻的阻值或阻值變化表達(dá)式是解電路的首要工作。例5 在如圖910所示電路中，R1=390,R2=230，電源內(nèi)電阻r=50，當(dāng)K合在1時(shí)，電壓表的讀數(shù)為80V；當(dāng)K合在2時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U1=72V，電流表的讀數(shù)為I1=0.18A，求：（1）電源的電動(dòng)勢(shì)（2）當(dāng)K合在3時(shí)，兩電表的讀數(shù)?！惧e(cuò)解分析】錯(cuò)解：（1）因?yàn)橥怆娐烽_(kāi)路時(shí)，電源的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，所以=U斷=80V；上述解答有一個(gè)錯(cuò)誤的“替代假設(shè)”：電路中的電流表、電壓表都是理想的電表。事實(shí)上，問(wèn)題并非如此簡(jiǎn)單。如果進(jìn)一步分析K合在2時(shí)的情況就會(huì)發(fā)現(xiàn)矛盾：I1R1=0.18390=70.2（V）80V，這就表明，電路中的電流表和電壓表并非理想的電表?！菊_解答】（1）由題意無(wú)法判斷電壓表、電流表是理想電表。設(shè)RA、Rv分別為電流表、電壓表的內(nèi)阻，R為電流表與電阻器R1串聯(lián)后的電阻，R為電流表與電阻器R2串聯(lián)的電阻。則K合在2時(shí)：由上述兩式解得：R1= 400，=90V【小結(jié)】 本題告訴我們，有些題目的已知條件隱藏得很深。僅從文字的表面是看不出來(lái)的。只好通過(guò)試算的方法判斷。判斷無(wú)誤再繼續(xù)進(jìn)行解題。例6 在電源電壓不變的情況下，為使正常工作的電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量增加一倍，下列措施可行的是( )A、剪去一半的電阻絲B、并聯(lián)一根相同的電阻絲C、串聯(lián)一根相同的電阻絲D、使電熱器兩端的電壓增大一任【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：為原來(lái)的一半，所以選A、B。忽略了每根電阻絲都有一定的額定功率這一隱含條件?！菊_解答】將電阻絲剪去一半后，其額定功率減小一半，雖然這樣做在理論上滿(mǎn)足使熱量增加一倍的要求，但由于此時(shí)電阻絲實(shí)際功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定功率，因此電阻絲將被燒壞。故只能選B。【小結(jié)】 考試題與生產(chǎn)、生活問(wèn)題相結(jié)合是今后考試題的出題方向。本題除了需要滿(mǎn)足電流、電壓條件之外，還必須滿(mǎn)足功率條件：不能超過(guò)用電器的額定功率。例7 如圖911所示，電源電壓保持不變，變阻器R1的最大值大于R2的阻值，在滑片P自右向左滑動(dòng)過(guò)程中，R1的電功率如何變化？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：采用“端值法”，當(dāng)P移至最左端時(shí)，R10，則RL消耗的電功率變?yōu)?，由此可知，當(dāng)滑片P自右向左滑動(dòng)過(guò)程中，R1的電功率是變小的。題中R1R2，所以用端值法只假設(shè)R1=0是不夠的。【正確解答】因此，在這兩種情況時(shí)，R1的電功率都是P1U2/4R，且不難看出，RL與R2差值越大，P1越小于U2/4R。綜上所述，本題答案應(yīng)是滑片P自右向左移動(dòng)時(shí)，RL的電功率逐漸變大；當(dāng)R1=R2時(shí)R1的電功率最大；繼續(xù)沿此方向移動(dòng)P時(shí)，R1的電功率逐漸變小。【小結(jié)】 電路中某電阻消耗的功率，不止是由本身電阻決定，還應(yīng)由電路的結(jié)構(gòu)和描述電路的各個(gè)物理量決定。求功率的公式中出現(xiàn)二次函數(shù)，二次函數(shù)的變化不一定單調(diào)變化的，所以在求解這一類(lèi)問(wèn)題時(shí)，千萬(wàn)要作定量計(jì)算或者運(yùn)用圖像進(jìn)行分析。例8 如圖912所示電路，當(dāng)電鍵K依次接a和b的位置時(shí)，在(1)R1R2(2) RL=R2(3) R1R2三種情況時(shí)，R1、R2上消耗的電功率哪個(gè)大？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：(l)根據(jù)P=I2R可知，當(dāng)R1R2時(shí)，P1P2；當(dāng)R1=R2時(shí)，P1=P2；當(dāng)RLR2時(shí)，P1P2。當(dāng)R1R2時(shí)，P1P2；當(dāng)R1=R2時(shí)，P1=P2；當(dāng)R1R2時(shí)，P1P2。錯(cuò)誤在于認(rèn)為電路改變時(shí)其路端電壓保持不變，U1=U2，應(yīng)該分析當(dāng)電鍵K接不同位置時(shí)，電路的結(jié)構(gòu)不同，電路結(jié)構(gòu)改變但，r不變。【正確解答】當(dāng)電鍵K接不同位置時(shí)，電路的結(jié)構(gòu)不同。(l)當(dāng)R1R2時(shí)，若r2=R1R2 P1-P2=0所以P1=P2；若r2R1R2 P1P20所以P1P2；若r2RLR2P1P20所以P1P2(2)當(dāng)R1R2時(shí)，若r2=R1R2 P1P2=0，所以P1=P2；若r2R1R2P1-P20所以P1P2；若r2R1R2 P1P20所以P1P2【小結(jié)】 解決電路問(wèn)題先審題，審題過(guò)后有的同學(xué)頭腦中出現(xiàn)許多公式，他從中選擇合適的公式，有的同學(xué)則從頭腦中搜尋以前做過(guò)的題目，看有沒(méi)有與本題相似的題目，如果有相似的題目，就把那道題的解題方法照搬過(guò)來(lái)。這些方法不一定錯(cuò)，但是一旦問(wèn)題比較復(fù)雜，或者題目敘述的是一個(gè)陌生的物理情境，這些方法就不好用了。所以，規(guī)范化的解題步驟是必不可少的。例9 如圖913所示電路中，r是電源的內(nèi)阻，R1和R2是外電路中的電阻，如果用Pr，P1和P2分別表示電阻r，R1，R2上所消耗的功率，當(dāng)R1=R2= r時(shí)，PrP1P2等于 A、1l1 B、211C、144 D、4l1【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解： 因?yàn)镽1=R2=r，r與R1，R2并聯(lián)，它們電壓相同，認(rèn)為電源的兩端就是外電路的兩端，所以?xún)?nèi)外電阻是并聯(lián)關(guān)系，即認(rèn)為r與R1，R2并聯(lián)，Ur=U1U2，這一看法是錯(cuò)誤的，Ur不等于U1，Ur =U1?！菊_解答】在圖9-13電路中，內(nèi)電阻上通過(guò)的電流與外電路的總電流相同，內(nèi)電阻與外電阻是串聯(lián)關(guān)系，(不能認(rèn)為內(nèi)電阻與外電阻并聯(lián))但R1與R2是并聯(lián)的，因R1=R2，則I1=I2=I，Ir=I1+I2=2I。PrP1P2= Ir2rI12R1I22R2= 411。，所以是正確的?！拘〗Y(jié)】 單憑直覺(jué)就對(duì)電路的串并聯(lián)關(guān)系下結(jié)論，太草率了。還是要通過(guò)電流的分合，或電勢(shì)的高低變化來(lái)做電路分析。例10 如圖914所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)=20V，內(nèi)阻r=1，當(dāng)接入固定電阻R=4時(shí)，電路中標(biāo)有“3V 4.5W”的燈泡L和內(nèi)阻r=0.5的小型直流電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，求(1)電路中的電流強(qiáng)度？(2)電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓？(3)電源的總功率？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：由燈泡的額定電壓和額定功率可求得燈泡的電阻串聯(lián)電路中電路中的電流強(qiáng)度電動(dòng)機(jī)額定工作電壓U=Ir=2.70.5=l.35(V)電源總功率P=I=2.720=54(W) 此電路是非純電阻電路，閉合電路歐姆定律=IR總不適用，所以電【正確解答】 (1)串聯(lián)電路中燈L正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，所以電路中電流強(qiáng)度為燈L的額定電流。電路中電流強(qiáng)度I1.5A。(2)電路中的電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路。根據(jù)能量守恒，電路中=UR+UL+Ur+UmUm=-URULUrI(R+RL+r)=201.5(241)=9.5(3)電源總功率P總=I=1.520=30(W)。【小結(jié)】 要從能量轉(zhuǎn)化與守恒的高度來(lái)認(rèn)識(shí)電路的作用。一個(gè)閉合電路中，電源將非靜電能轉(zhuǎn)化為電能，內(nèi)外電路又將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。=U內(nèi)+U外則是反映了這個(gè)過(guò)程中的能量守恒的關(guān)系。例11 電動(dòng)機(jī)M和電燈L并聯(lián)之后接在直流電源上，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r=1，電燈燈絲電阻R=10，電源電動(dòng)勢(shì)=12V，內(nèi)阻r =1，當(dāng)電壓表讀數(shù)為10V時(shí)，求電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的機(jī)械功率。【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：流與其電阻成反比，上述錯(cuò)解過(guò)程中有兩處致命的錯(cuò)誤：一是將電動(dòng)機(jī)視為純電阻處理了，電動(dòng)機(jī)不屬于純電阻，而是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，錯(cuò)解中利用了并聯(lián)電路中支路電流與電阻成反比的結(jié)論是不恰當(dāng)?shù)模驗(yàn)樵摻Y(jié)論只適用于純電阻電路，二是不明確電動(dòng)機(jī)的輸入功率Pm入與輸出功率Pm出的區(qū)別，IM2r是電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱功率。三者的關(guān)系是：Pm入=Pm出+IM2r?！菊_解答】根據(jù)題意畫(huà)出電路圖，如圖915所示。由全電路歐姆定律= U+Ir得出干路電流由已知條件可知：流過(guò)燈泡的電流電動(dòng)機(jī)的輸出功率的另一種求法：以全電路為研究對(duì)象，從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)出發(fā)P源=P路。本題中電路中消耗電能的有：內(nèi)電阻、燈泡和電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)消耗的電能又可分為電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能和電動(dòng)機(jī)自身消耗的內(nèi)能。即I=I2r+IL2R+Pm出+IM2r。Pm出I(I2r+IL2R+IM2r)=9(W)【小結(jié)】 站在能量轉(zhuǎn)化與守恒的高度看電路各個(gè)部分的作用。就可以從全局的角度把握一道題的解題思路，就能比較清醒地分清公式規(guī)律的適用范圍和條件。例12 把一個(gè)“10V 2.0W”的用電器A(純電阻)接到某一電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都不變的電源上，用電器A實(shí)際消耗的功率是2.0W，換上另一個(gè)“10V 5.0W”的用電器B(純電阻)接到這一電源上，用電器B實(shí)際消耗的電功率有沒(méi)有可能反而小于2.0W？你如果認(rèn)為不可能，試說(shuō)明理由，如果認(rèn)為可能，試求出用電器B實(shí)際消耗的電功率小于2.0W的條件(設(shè)電阻不隨溫度改變)【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解： 將“10V 2.0W”的用電器與電源連接，用電器正常工作說(shuō)明用電器兩端電壓為10V，現(xiàn)將“10V 5.0W”的用電器B與電源連接，用電器兩端電壓是10V，B也能正常工作，實(shí)際功率是5.0W，所以用電器的實(shí)際功率不會(huì)小于2.0W。 把路端電壓與電源電動(dòng)勢(shì)混為一談，認(rèn)為路端電壓是恒定的，不隨外電路改變而改變。【正確解答】越大，U也越大，所以與不同，U不是恒定的。以當(dāng)B連入時(shí)，用電器兩端的電壓將小于10V，它消耗的實(shí)際功率將小 述條件時(shí)，B的實(shí)際功率小于2.0W。【小結(jié)】 根據(jù)電源最大輸出功率的條件做出輸出功率與外電阻圖(PR圖如圖916所示)做定性分析，也可以得到同樣的結(jié)果。由題意可知RA接入電路時(shí)，若電源的輸出功率達(dá)到最大輸出功率，則RB接入電路時(shí)，電源的輸出功率肯定小于最大輸出功率2W。若電源的輸出功率沒(méi)有達(dá)到最大輸出功率，RB接入電路時(shí)，電源的輸出功率有可能小于RA接入電路時(shí)輸出功率2W。例13 輸電線(xiàn)的電阻共計(jì)10，輸送的電功率是100kw，用400V的低壓送電，輸電線(xiàn)上發(fā)熱損失的功率是多少kw？改用10kV的高壓送電，發(fā)熱功率損失又是多少kw？【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解： 錯(cuò)解一是對(duì)歐姆定律使用不當(dāng)，輸送電壓是加在輸電線(xiàn)電阻和負(fù)載上的，如果把它考慮成輸電線(xiàn)上的電壓求電流強(qiáng)度當(dāng)然就錯(cuò)了。錯(cuò)解二注意到了負(fù)載的作用，所求出的損失功率P1是正確的，然而在高壓送電電路中，負(fù)載都是使用了變壓器而錯(cuò)解二把它當(dāng)作純電阻使P2解錯(cuò)?！菊_解答】 輸送電功率100kw，用400V低壓送電，輸電線(xiàn)上電流輸電線(xiàn)上損失功率若用10kV高壓送電輸電線(xiàn)上電流輸電線(xiàn)上損失功率P2=I22r=1021=0.1(kw)【小結(jié)】 一道很簡(jiǎn)單的題目做錯(cuò)了，有些人將錯(cuò)解原因歸結(jié)為：粗心、看錯(cuò)了題目。其實(shí)真正的原因是解題不規(guī)范。如果老老實(shí)實(shí)地畫(huà)出電路圖標(biāo)出各個(gè)物理量，按圖索驥就可以避免所謂的“粗心”的錯(cuò)誤。例14 如圖917，外電路由一個(gè)可變電阻R和一個(gè)固定電阻R0串聯(lián)構(gòu)成，電源電動(dòng)勢(shì)為，電源內(nèi)阻為r，問(wèn)：R調(diào)到什么時(shí)候，R0上將得到最大功率?！惧e(cuò)解分析】錯(cuò)解：把可變電阻R看成電源內(nèi)阻的一部分，即電源內(nèi)阻r= r+R。利用電源輸出功率最大的條件是Rr得R0=Rr，即R=R0r，所以把可變電阻調(diào)到R=R2r時(shí)，電路中R0上得到最大功率，其大小為可變電阻R上得到的功率，決定于可變電阻的電流和電壓，也可以用電源輸出功率最大時(shí)的條件，內(nèi)外電阻相同時(shí)電源有最大輸出功率來(lái)計(jì)算。但是題目要求討論定值電阻R0上的輸出功率，則不能生搬硬套。定值電阻R0上的功率，決定于流過(guò)電阻R0的電流強(qiáng)，這與討論可變電阻R上的功率不同。【正確解答】電流經(jīng)過(guò)電阻R0，電流能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能，R0上功率決定于電流強(qiáng)度大小和電阻值，即P=I2R0，所以當(dāng)電流強(qiáng)度最大時(shí)，R0上得到最大功率。由純電阻的閉合電路歐姆定律，有固定電阻R0上有最大輸出功率，其大小為【小結(jié)】 在討論物理問(wèn)題時(shí)選擇研究對(duì)象是重要的一環(huán)。研究對(duì)象選錯(cuò)了，就要犯張冠李戴的錯(cuò)誤。明明題目中要我們計(jì)算定值電阻的功率，有人卻套用滑動(dòng)變阻器的結(jié)論。所以認(rèn)真審題找出研究對(duì)象，也是提高理解能力的具體操作步驟。例15 有四個(gè)電源，電動(dòng)勢(shì)均為8V，內(nèi)阻分別為1、2、4、8，今要對(duì)R = 2的電阻供電，問(wèn)選擇內(nèi)阻為多大的電源才能使R上獲得的功率最大？ A、1 B、2C、4 D、8【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：依“外電阻等于內(nèi)電阻(R=r)時(shí)，外電路上的電功率有最大值”可知，應(yīng)選內(nèi)阻2的電源對(duì)R供電，故選B。上述錯(cuò)解的根源在于濫用結(jié)論。事實(shí)上，確定的電源有最大的輸出功率和確定的外電路上獲得最大功率的條件是不同的?！巴怆娮璧扔趦?nèi)電阻(R=r)時(shí)，外電路上的電功率有最大值”只適用于電源確定而外電阻可選擇的此形，而本題實(shí)屬外電阻確定而電源可選的情況，兩者意義不同，不可混為一談。【正確解答】P是r的單調(diào)減函數(shù)，所以就題設(shè)條件而言，r取1時(shí)P有最大值，應(yīng)選A。【小結(jié)】物理學(xué)的任何規(guī)律結(jié)論的成立都是有條件的，都有其適用范圍。有的同學(xué)做題比較多，習(xí)慣于套用一些熟悉題目的解題路子。這種方法有它合理的一面，也有其造成危害的一面。關(guān)鍵是要掌握好“條件和范圍”。例16 圖918所示，為用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需要的器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：(1)待測(cè)電阻RX(約100)(2)直流毫安表(量程010mA，內(nèi)阻50)(3)直流電壓表(量程03V，內(nèi)阻5k)(4)直流電源(輸出電壓4V，允許最大電流1A)(5)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍015，允許最大電流1A)(6)電鍵一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干條。根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在本題的實(shí)物圖上連線(xiàn)?！惧e(cuò)解分析】錯(cuò)解：錯(cuò)解一：如圖919所示，此種連法錯(cuò)在變阻器的右下接線(xiàn)柱和電源的負(fù)極之間少連了一條線(xiàn)，即使變阻器取最大值，通過(guò)電路的電流也超過(guò)了10mA，大于毫安表的量程。錯(cuò)解二：如圖920所示有兩處不妥：電壓調(diào)節(jié)范圍?。浑娏鬟^(guò)大。這種連法實(shí)際上與圖9-19的錯(cuò)誤是一樣的。錯(cuò)解三：如圖9-21所示，此種連法是用伏安法測(cè)量，電路與變阻器由滑動(dòng)觸頭并聯(lián)，無(wú)論變阻器的阻值怎樣變化，流過(guò)毫安表的電流始終超過(guò)毫安表的量程，而且當(dāng)滑動(dòng)觸頭滑到最左端時(shí)，電源還有被短路的可能，故連接錯(cuò)誤。錯(cuò)解四：如圖922所示，可見(jiàn)這種連法實(shí)際上與圖9-21(變阻器取最大值時(shí))的錯(cuò)誤是一樣的。錯(cuò)解五：如圖923所示，顯然可見(jiàn)，當(dāng)電鍵閉合時(shí)電源被短路，這是不允許的，連接錯(cuò)誤。錯(cuò)解六：如圖9-24所示，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)頭滑到最左端時(shí)，電鍵閉合后電源被短路，滑到最右端時(shí)，電流超過(guò)毫安表的最大量程，故連接錯(cuò)誤。錯(cuò)解七：如圖925，無(wú)論電鍵是否閉合，電源、變阻器回路始終是接通的，電鍵的位置連接錯(cuò)了?！惧e(cuò)解原因】（1）錯(cuò)在變阻器的連接上的原因是：在高中學(xué)習(xí)伏安法測(cè)電阻時(shí)，接觸的多是將變阻器連接一個(gè)上接線(xiàn)柱和一個(gè)下接線(xiàn)柱，串連在電路中分壓限流，因而在做此題時(shí)，采用了習(xí)慣連法，沒(méi)有對(duì)器材的規(guī)格要求進(jìn)行計(jì)算、分析。(2)將毫安表內(nèi)接錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的癥結(jié)是不了解系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因，也是沒(méi)有對(duì)器材的規(guī)格進(jìn)行具體分析。(3)出現(xiàn)同時(shí)連接變阻器的兩個(gè)上接線(xiàn)柱；電表的“+”、“-”接反；不在接線(xiàn)柱上連線(xiàn)，而是在連線(xiàn)上連線(xiàn)等，說(shuō)明學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范化訓(xùn)練，或缺乏親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。【正確解答】 用伏安法測(cè)電阻，首先要判明電流表應(yīng)該內(nèi)接還是外接，由題目所給器材規(guī)格來(lái)看，顯然不滿(mǎn)足RARx條件，而是滿(mǎn)足RvRx條件，所以應(yīng)采用外接法。若圖926電路，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P處于最左端，滑動(dòng)變阻器為最大值時(shí)，由題設(shè)條件流過(guò)電流表的電流超過(guò)安培表的量程。因此變阻器既應(yīng)分壓又應(yīng)分流。正確的連接圖為圖927所示。畫(huà)圖的關(guān)鍵是：毫安表需外接，變阻器接成分壓電路。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭滑至分壓為零的位置?！拘〗Y(jié)】 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，要根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)條件，靈活應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理，改變實(shí)驗(yàn)方法。善于從習(xí)題中或所學(xué)的物理定律的推論中得出實(shí)驗(yàn)原理和方法?；驹瓌t是不能是電表超過(guò)量程，測(cè)量誤差盡可能?。徊荒苁褂秒娖鞒^(guò)其額定功率，結(jié)構(gòu)上不能出現(xiàn)短路斷路現(xiàn)象。例17 如圖928所示電路的三根導(dǎo)線(xiàn)中有一根是斷的。電源、電阻器R1、R2及另外兩根導(dǎo)線(xiàn)都是好的。為了查出斷導(dǎo)線(xiàn)，某學(xué)生想先用萬(wàn)用表的紅表筆連接在電源的正極a,再將黑表筆分別連接在電阻器RL的b端和R2的c端，并觀察萬(wàn)用表指針的示數(shù)。在下列選擋中，符合操作規(guī)程的是： A直流10V擋 B直流0.5A擋C直流2.5V擋 D歐姆擋【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解： 如果電路連接正常，電路中的電流測(cè)量的最大電壓為U1=IR1=2V。可選A、C。用歐姆擋可以直接測(cè)量回路中的電阻是否等于15或者等于10。選B的同學(xué)沒(méi)有考慮R1與R2之間的導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi)的情況。選C的同學(xué)沒(méi)有考慮到無(wú)論哪根導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi)，測(cè)得的電壓都等于6V，大于2.5V。如選D的同學(xué)沒(méi)有考慮到如果被測(cè)回路中有電源，歐姆表就可能被毀壞或讀數(shù)不準(zhǔn)。【正確解答】設(shè)萬(wàn)用表各擋都理想，忽略電源的內(nèi)阻。選用不同功能檔時(shí)，應(yīng)畫(huà)出電路圖，至少在頭腦中想清楚。用電壓擋測(cè)量時(shí)，由于電路斷開(kāi)(無(wú)論是從ab間斷開(kāi)，還是從R1與R2之間斷開(kāi))電路中無(wú)電流，黑表筆與電源負(fù)極等電勢(shì)。直流電壓擋測(cè)量的數(shù)值是電源電動(dòng)勢(shì)=6V。所以A選項(xiàng)可行，C選項(xiàng)不行。用電流擋測(cè)量時(shí)，假設(shè)ab間導(dǎo)線(xiàn)完好，而R1與R2之間導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi)，B選項(xiàng)。被測(cè)回路中有電源，歐姆表不能適用，排除D選項(xiàng)?！拘〗Y(jié)】 本題考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。還考察學(xué)生的邏輯思維能力。邏輯思維的基礎(chǔ)是對(duì)電路結(jié)構(gòu)的理解。養(yǎng)成正確的電路分析的習(xí)慣，處處受益。一、電流、電阻和電阻定律1電流：電荷的定向移動(dòng)形成電流（1）形成電流的條件：內(nèi)因是有自由移動(dòng)的電荷，外因是導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差（2）電流強(qiáng)度：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量Q與通過(guò)這些電量所用的時(shí)間t的比值。I=Q/t；假設(shè)導(dǎo)體單位體積內(nèi)有n個(gè)電子，電子定向移動(dòng)的速率為V，則I=neSv；假若導(dǎo)體單位長(zhǎng)度有N個(gè)電子，則INev表示電流的強(qiáng)弱，是標(biāo)量但有方向，規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较騿挝皇牵喊病⒑涟?、微?A=103Ma=106A2電阻、電阻定律 （1）電阻:加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度的比值.R=U/I,導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的,與U.I無(wú)關(guān).(2)電阻定律:導(dǎo)體的電阻R與它的長(zhǎng)度L成正比,與它的橫截面積S成反比. RL/S(3)電阻率:電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，由材料決定,但受溫度的影響電阻率在數(shù)值上等于這種材料制成的長(zhǎng)為1m,橫截面積為1m2的柱形導(dǎo)體的電阻.單位是:m.3半導(dǎo)體與超導(dǎo)體(1)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性介于導(dǎo)體與絕緣體之間,電阻率約為105m 106m(2)半導(dǎo)體的應(yīng)用:熱敏電阻:能夠?qū)囟鹊淖兓D(zhuǎn)成電信號(hào),測(cè)量這種電信號(hào),就可以知道溫度的變化.光敏電阻:光敏電阻在需要對(duì)光照有靈敏反應(yīng)的自動(dòng)控制設(shè)備中起到自動(dòng)開(kāi)關(guān)的作用.晶體二極管、晶體三極管、電容等電子元件可連成集成電路.半導(dǎo)體可制成半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池等.（3）超導(dǎo)體超導(dǎo)現(xiàn)象：某些物質(zhì)在溫度降到絕對(duì)零度附近時(shí),電阻率突然降到幾乎為零的現(xiàn)象.轉(zhuǎn)變溫度(TC):材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度應(yīng)用:超導(dǎo)電磁鐵、超導(dǎo)電機(jī)等二、部分電路歐姆定律 1、導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟它的電阻R成反比。 I=U/R2、適用于金屬導(dǎo)電體、電解液導(dǎo)體，不適用于空氣導(dǎo)體和某些半導(dǎo)體器件R2R1R2R13、導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn):研究部分電路歐姆定律時(shí),常畫(huà)成IU或UI圖象,對(duì)于線(xiàn)性元件伏安特性曲線(xiàn)是直線(xiàn),對(duì)于非線(xiàn)性元件,伏安特性曲線(xiàn)是非線(xiàn)性的.注意：我們處理問(wèn)題時(shí)，一般認(rèn)為電阻為定值，不可由R=U/I認(rèn)為電阻R隨電壓大而大，隨電流大而小I、U、R必須是對(duì)應(yīng)關(guān)系即I是過(guò)電阻的電流，U是電阻兩端的電壓【例1】來(lái)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(xiàn)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=1.6010-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)。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L和4L的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1n2=_。L4L質(zhì)子源v1 v2解：按定義， 由于各處電流相同，設(shè)這段長(zhǎng)度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè)，則由。而點(diǎn)評(píng)：解決該題的關(guān)鍵是：（1）正確把握電流強(qiáng)度的概念 IQ/t而 Qne。所以n=Q/e=It/e,（2）質(zhì)子源運(yùn)動(dòng)路程上的線(xiàn)密度與其瞬時(shí)速度成反比，因?yàn)镮neSv，所以當(dāng)電流I一定時(shí)，n與v成反比【例2】用某種金屬制成粗細(xì)均勻的導(dǎo)線(xiàn)，通以一定大小的恒定電流，過(guò)一段時(shí)間后，導(dǎo)線(xiàn)升高的溫度（ ）A跟導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比 B跟導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度成反比C跟導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積成正比 D跟導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積成反比解析：金屬導(dǎo)線(xiàn)的電阻為RLS，通電后產(chǎn)生的電熱為QI2RtI2tS設(shè)金屬導(dǎo)體升高的溫度為T(mén)，由熱學(xué)知識(shí)可知導(dǎo)體需要的熱量為 QcmT c密 LST電流產(chǎn)生的全部熱量均被導(dǎo)線(xiàn)所吸收，即：I2tSc密 LST，TI2tc密LS2，上式說(shuō)明了 D選項(xiàng)正確【例3】試研究長(zhǎng)度為l、橫截面積為S，單位體積自由電子數(shù)為n的均勻?qū)w中電流的流動(dòng)，在導(dǎo)體兩端加上電壓U，于是導(dǎo)體中有勻強(qiáng)電場(chǎng)產(chǎn)生，在導(dǎo)體內(nèi)移動(dòng)的自由電子(-e)受勻強(qiáng)電場(chǎng)作用而加速.而和做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而減速，這樣邊反復(fù)進(jìn)行邊向前移動(dòng)，可以認(rèn)為阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子移動(dòng)的平均速度v成正比，其大小可以表示成kv(k是常數(shù)).(1)電場(chǎng)力和碰撞的阻力相平衡時(shí)，導(dǎo)體中電子的速率v成為一定值，這時(shí)v為A. B. C. D.(2)設(shè)自由電子在導(dǎo)體中以一定速率v運(yùn)動(dòng)時(shí)，該導(dǎo)體中所流過(guò)的電流是_.(3)該導(dǎo)體電阻的大小為_(kāi)(用k、l、n、s、e表示).【答案】 據(jù)題意可得kv=eE,其中E=,因此v=.據(jù)電流微觀表達(dá)式I=neSv,可得I=，再由歐姆定律可知R=.三、電功、電功率 1電功:電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做的功WUIt，電流做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過(guò)程.2電功率:電流做功的快慢,即電流通過(guò)一段電路電能轉(zhuǎn)化成其它形式能對(duì)電流做功的總功率,P=UI3焦耳定律；電流通過(guò)一段只有電阻元件的電路時(shí)，在 t時(shí)間內(nèi)的熱量Q=I2Rt純電阻電路中WUIt=U2t/R=I2Rt，P=UI=U2/R=I2R非純電阻電路WUIt，P=UI4電功率與熱功率之間的關(guān)系純電阻電路中，電功率等于熱功率，非純電阻電路中，電功率只有一部分轉(zhuǎn)化成熱功率純電阻電路：電路中只有電阻元件，如電熨斗、電爐子等非純電阻電路：電機(jī)、電風(fēng)扇、電解槽等，其特點(diǎn)是電能只有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能【例4】一只標(biāo)有“220 V，60 W”字樣的燈泡，在額定電壓下工作時(shí)，燈絲中通過(guò)的電流多大？如果線(xiàn)路電壓下降到200V時(shí)，它的功率多大？（假設(shè)燈絲電阻不隨溫度而變化）解析：燈泡上標(biāo)有“220 V，60 W”的字樣，表明燈泡的額定電壓（即正常一作的電壓）為 220 V，只有在這個(gè)電壓下，它的功率才是額定功率60w如果實(shí)際的電壓不是220V，那么它的功率就不再是60 W由題意可認(rèn)為它相當(dāng)于一個(gè)阻值不變的電阻 燈泡的工作電流I=P/U=60/220=0。27（A） 燈泡的電阻R=U2/P=2202/60=807（） 燈泡的實(shí)際功率 P/=U/2/R=2002/807= 50（W）點(diǎn)評(píng)：由公式P=U2/R可知，當(dāng)用電器電阻R不變時(shí)，PU2，可用P1/P2=U12/U22來(lái)計(jì)算，這樣就不必算出燈絲的電阻用電器實(shí)際功率的大小，是由加在用電器兩端的實(shí)際電壓的大小決定的【例5】直流電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻為R，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)通過(guò)線(xiàn)圈的電流是I，此時(shí)它兩端的電壓為U，則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為（ ） AUI；BIUI2R CIU一I2R； DU2R解析：該題不少學(xué)生選了D，其原因是同電源輸出功率混淆，認(rèn)為輸出功率就是端電壓與電流乘積，而這里不是電源輸出而是電機(jī)輸出 答案：C點(diǎn)評(píng)：（l）處理該類(lèi)題目首先應(yīng)當(dāng)注意這是非純電阻電路（2）這里的輸入功率UI=轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的功率十轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的功率【例6】某脈沖激光器的耗電功率為2l03W，每秒鐘輸出10個(gè)光脈沖，每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間108s，攜帶的能量為 02J。則每個(gè)脈沖的功率為 W。該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為 解析:PW/t=2107W。每秒 鐘轉(zhuǎn)化為光脈的能量是 E 02J 10=2 J，該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率=E/E總=00011電功、電功率的計(jì)算(1)用電器正常工作的條件：用電器兩端的實(shí)際電壓等于其額定電壓.用電器中的實(shí)際電流等于其額定電流用電器的實(shí)際電功率等于其額定功率 由于以上三個(gè)條件中的任何一個(gè)得到滿(mǎn)足時(shí)，其余兩個(gè)條件必定滿(mǎn)足，因此它們是用電器正常工作的等效條件靈活選用等效條件，往往能夠簡(jiǎn)化解題過(guò)程(2)用電器接入電路時(shí)：純電阻用電器接入電路中，若無(wú)特別說(shuō)明，應(yīng)認(rèn)為其電阻不變用電器實(shí)際功率超過(guò)其額定功率時(shí),認(rèn)為它將被燒毀.【例7】微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上03V的電壓時(shí)，通過(guò)的電流為03A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為20V時(shí)，電流為08A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，則吸塵器的效率為多少？解析：當(dāng)加0.3V電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)無(wú)機(jī)械能輸出，它消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)也可視為純電阻，則r=U1/I1=1，當(dāng)加20V電壓，電流為08A時(shí)，電協(xié)機(jī)正常工作，有機(jī)械能輸出，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，消耗的電能等于轉(zhuǎn)化機(jī)械能和熱能之和。轉(zhuǎn)化的熱效率由P=I22r=0821= 064 W計(jì)算，總功率由 P0= I2U2=082016W計(jì)算。所以電動(dòng)機(jī)的效率為=（PP0）/P=60。2部分電路歐姆定律的應(yīng)用【例9】如圖所示是一種測(cè)定風(fēng)作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細(xì)長(zhǎng)金屬絲下面,O是懸點(diǎn)，R0是保護(hù)電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與細(xì)金屬絲始終保護(hù)良好接觸無(wú)風(fēng)時(shí)，金屬絲與電阻絲在C點(diǎn)接觸，此時(shí)示數(shù)為I0；有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度，角與風(fēng)力大小有關(guān)，設(shè)風(fēng)力方向水平向左，OC=h,CD=L,金屬球質(zhì)量為m，電阻絲單位長(zhǎng)度的阻值為k，電源內(nèi)阻和金屬絲電阻不計(jì)，金屬絲偏角為時(shí)，的示數(shù)為I/，此時(shí)風(fēng)力為F,試寫(xiě)出：（1）F與的關(guān)系式（2)F與I/的關(guān)系式解析:(1)有風(fēng)力時(shí)；對(duì)金屬球P,受力如圖,F=F1sin;mg=F1cos;F=mgtanFF1mg(2)無(wú)風(fēng)時(shí),電路中U=I0(R0kL)有風(fēng)力時(shí),電路中U=I/(R0kL/), L/=Lhtan由以上各式解得思考：本題你是怎樣將實(shí)際問(wèn)題抽象成簡(jiǎn)單的物理模型的？串并聯(lián)及混聯(lián)電路一、串聯(lián)電路電路中各處電流相同I=I1=I2=I3=串聯(lián)電路兩端的電壓等于各電阻兩端電壓之和.U=U1+U2+U3串聯(lián)電路的總電阻等于各個(gè)導(dǎo)體的電阻之和，即R=R1R2Rn串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比，即串聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即二、并聯(lián)電路并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相同U=U1=U2=U3并聯(lián)電路子路中的電流等于各支路的電流之和I=I1I2I3=并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)導(dǎo)體的電阻的倒數(shù)之和。=+，當(dāng)并聯(lián)電路是由n個(gè)相同的電阻R并聯(lián)而成時(shí)，總電阻R總= ；當(dāng)并聯(lián)電路只有兩個(gè)支路時(shí)，則總電阻為R總= 并聯(lián)電路中通過(guò)各個(gè)電阻的電流踉它的阻值成反比，即I1R1I2R2=InRn= U并聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即P1R1=P2R2=PnRn=U2【例1】如圖所示，P為一塊均勻的半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，測(cè)出電阻為R，然后再將它按圖乙方式接在C、D之間，這時(shí)P的電阻為（ ） AR； BR ；C；R/4； D4R簡(jiǎn)析：將半圓形合金片從中間（圖中虛線(xiàn)所示）割開(kāi)，分成完全相同的兩塊，設(shè)每塊電阻力R0，則圖中甲連接方式相當(dāng)于兩個(gè)電阻并聯(lián)，圖乙連接相當(dāng)于兩個(gè)電阻串聯(lián) RAB=R0/2=R RCD=2R04R答案：D 點(diǎn)評(píng)：巧妙選取相同的電阻，運(yùn)用電阻的串并聯(lián)特點(diǎn)來(lái)分析是解決此題的特點(diǎn)【例6】圖中的 A為理想電流表，V1和V2為理想電壓表，R1為定值電阻，R2為可變電阻，電池E內(nèi)阻不計(jì)，下列說(shuō)法中不正確的是 AR2不變時(shí)，V2讀數(shù)與A讀數(shù)之比等于R1 BR2不變時(shí)，V1讀數(shù)與A讀數(shù)之比等于R1 CR2改變一定量時(shí)，V2讀數(shù)的變化量與V1讀數(shù)變化量之和一定為零 DR2改變一定量時(shí)，V2讀數(shù)的變化量與V1讀數(shù)變化量之和不一定為零解析：根據(jù)電路的連接形式可知：任意一個(gè)電壓表的讀數(shù)與電流表的讀數(shù)之比均等于與電壓表并聯(lián)的電阻，所以B選項(xiàng)正確；電池的內(nèi)阻不計(jì)，說(shuō)明電源兩端電壓不變，則兩電壓表之和不變，而當(dāng)R2變化時(shí)，則兩電壓表的變化和一定為零（一個(gè)增加，一個(gè)減?。?，C選項(xiàng)正確點(diǎn)評(píng)：本題為高考試題，考查的是對(duì)電路連接形式的認(rèn)識(shí)，兩電壓表分兩電阻并聯(lián)，當(dāng)一個(gè)電阻變化時(shí)，它的分壓作用變化，導(dǎo)致另一個(gè)電阻的分用也發(fā)生了變化1、電路結(jié)構(gòu)分析電路的基本結(jié)構(gòu)是串聯(lián)和并聯(lián)，分析混聯(lián)電路常用的方法是： 節(jié)點(diǎn)法：把電勢(shì)相等的點(diǎn)，看做同一點(diǎn)回路法：按電流的路徑找出幾條回路，再根據(jù)串聯(lián)關(guān)系畫(huà)出等效電路圖，從而明確其電路結(jié)構(gòu) 其普遍規(guī)律是:凡用導(dǎo)線(xiàn)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)）。在外電路，沿著電流方向電勢(shì)降低。凡接在同樣兩個(gè)等勢(shì)點(diǎn)上的電器為并聯(lián)關(guān)系。不加聲明的情況下，不考慮電表對(duì)電路的影響。2、電表的改裝(1)靈敏電流表（也叫靈敏電流計(jì)）：符號(hào)為，用來(lái)測(cè)量微弱電流，電壓的有無(wú)和方向其主要參數(shù)有三個(gè)：內(nèi)阻Rg滿(mǎn)偏電流Ig：即靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流，也叫靈敏電流表的電流量程滿(mǎn)偏電壓Ug：靈敏電流表通過(guò)滿(mǎn)偏電流時(shí)加在表兩端的電壓以上三個(gè)參數(shù)的關(guān)系Ug= Ig Rg其中Ig和Ug均很小，所以只能用來(lái)測(cè)量微弱的電流或電壓(2)電流表：符號(hào)，用來(lái)測(cè)量電路中的電流，電流表是用靈敏電流表并聯(lián)一個(gè)分流電阻改裝而成如圖所示為電流表的內(nèi)部電路圖，設(shè)電流表量程為I,擴(kuò)大量程的倍數(shù)n=I/Ig，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得：IgRg=(IIg）R, 內(nèi)阻,由這兩式子可知，電流表量程越大，Rg越小，其內(nèi)阻也越小.(3)電壓表：符號(hào)，用來(lái)測(cè)量電路中兩點(diǎn)之間的電壓電壓表是用靈敏電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻改裝而成，如圖所示是電壓表內(nèi)部電路圖設(shè)電壓表的量程為U，擴(kuò)大量程的倍數(shù)為n=U/Ug，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)，得： U=UgIgR, Ig =Ug /Rg, 電壓表內(nèi)阻,由這兩個(gè)式子可知，電壓表量程越大，分壓電阻就越大，其內(nèi)阻也越大（4）半值分流法（也叫半偏法）測(cè)電流表的內(nèi)阻，其原理是：當(dāng)S1閉合、S2打開(kāi)時(shí)：當(dāng)S2再閉合時(shí)：,聯(lián)立以上兩式，消去E可得： 得： 可見(jiàn)：當(dāng)R1R2時(shí)， 有：（5）非理想電表對(duì)電路的影響不能忽略，解題時(shí)應(yīng)把它們看作是能顯示出本身電壓或電流的電阻器.用電壓表測(cè)得的電壓實(shí)際上是被測(cè)電路與電壓表并聯(lián)后兩端的電壓，由于電壓表內(nèi)阻不可能無(wú)限大，因此測(cè)得的電壓總比被測(cè)電路兩端的實(shí)際電壓小，表的內(nèi)阻越大，表的示數(shù)越接近于實(shí)際電壓值.用電流表測(cè)得的電流，實(shí)質(zhì)上是被測(cè)量的支路(或干路)串聯(lián)一個(gè)電阻(即電流表內(nèi)阻)后的電流.因此，電流表內(nèi)阻越小，表的示數(shù)越接近于真實(shí)值. 閉合電路的歐姆定律 一、電源1電源是將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置2電動(dòng)勢(shì)：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功跟搬運(yùn)電荷電量的比值，=W/q。表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極板間的電壓，單位：V3電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量要注意電動(dòng)勢(shì)不是電壓；二、閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)、外電路內(nèi)電路：電源兩極（不含兩極）以?xún)?nèi)，如電池內(nèi)的溶液、發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈等內(nèi)電路的電阻叫做內(nèi)電阻外電路：電源兩極，包括用電器和導(dǎo)線(xiàn)等外電路的電阻叫做外電阻(2) 閉合電路的歐姆定律內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，即I=/（R+r）UIr可見(jiàn)電源電勢(shì)能等于內(nèi)外壓降之和；適用條件：純電阻電路(3)路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系路端電壓：外電路的電勢(shì)降落，也就是外電路兩端的電壓UIr, 路端電壓隨著電路中電流的增大而減??；U一I關(guān)系圖線(xiàn) 當(dāng)電路斷路即I0時(shí)，縱坐標(biāo)的截距為電動(dòng)勢(shì)E；當(dāng)外電路電壓為U0時(shí)，橫坐標(biāo)的截距I短=E/r為短路電流；圖線(xiàn)的斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)電阻(4).閉合電路的輸出功率功率關(guān)系：P總=EI=U外I十U內(nèi)I= UII2r，電源的輸出功率與電路中電流的關(guān)系:P出=EII2r當(dāng)時(shí),電源的輸出功率最大，電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系:當(dāng)Rr時(shí)也即I=E/2r時(shí),電源的輸出功率最大, 由圖象可知，對(duì)應(yīng)于電源的非最大輸出功率P可以有兩個(gè)不同的外電阻Rl和R2，不難證明由圖象還可以看出：當(dāng)Rr時(shí)，若R增大，則P出