恒定電流錯(cuò)題集

1、創(chuàng)建時(shí)間:2021-5-26 16:44:00恒定電流錯(cuò)題集一、主要內(nèi)容本章內(nèi)容包括電流、產(chǎn)生持續(xù)電流的條件、電阻、電壓、電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻、路端電壓、 電功、電功率等基本概念，以及電阻串并聯(lián)的特點(diǎn)、歐姆定律、電阻定律、閉合電路的歐姆 定律、焦耳定律、串聯(lián)電路的分壓作用、并聯(lián)電路的分流作用等規(guī)律。二、基本方法本章涉及到的基本方法有運(yùn)用電路分析法畫(huà)出等效電路圖，掌握電路在不同連接方式 下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)而分析能量分配關(guān)系是最重要的方法：注意理想化模型與非理想化模型的區(qū) 別與聯(lián)系：熟練運(yùn)用邏輯推理方法，分析局部電路與整體電路的關(guān)系三、錯(cuò)解分析在本章知識(shí)應(yīng)用的過(guò)程中，初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在：不對(duì)電路進(jìn)行

2、分析就照搬 舊的解題套路亂套公式：邏輯推理時(shí)沒(méi)有逐步展開(kāi)，企圖走“捷徑”：造成思維“短路”： 對(duì)含有電容器的問(wèn)題忽略了動(dòng)態(tài)變化過(guò)程的分析。例1 如圖91所示電路，己知電源電動(dòng)勢(shì)£=6.3%內(nèi)電阻廠0.5Q,固定電阻 艮二2Q, R2=3Q, R3是阻值為5。的滑動(dòng)變阻器。按下電鍵K,調(diào)1?滑動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)，求 通過(guò)電源的電流范闈。的-1【錯(cuò)解】將滑動(dòng)觸頭滑至左端，R,與R串聯(lián)再與兄并聯(lián)，外電阻r = (R1+ RpR2 Ri + R2 + &J2 + 5)3 =2.i(Q) 2 + 5+31 = - R + r=63 = 2.4(A)21 十 0.5再將滑動(dòng)觸頭滑至右端尺與R

3、二串聯(lián)再與兄并聯(lián)，外電阻包+飛網(wǎng)_ (3+切26.31.6 十 0.5Rj + R2 + Rj 2+5 + 3= 3(A)【錯(cuò)解原因】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?！痉治鼋獯稹繉D9一1化簡(jiǎn)成圖92。外電路的結(jié)構(gòu)是R'與R：串聯(lián)、（&-R'）與幾串聯(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)R,中與反串聯(lián)的那部分電阻

4、為R',外電阻R為購(gòu)一七R1圖9-2注r_(RJR)島+RR)R2 + R7 +R1 + R5-R7_(R2+R')(R+R3-R')因?yàn)?，兩?shù)和為定值，兩數(shù)相等時(shí)其積最大，兩數(shù)差值越大其枳越小。當(dāng)R=+R'=R,+RR，時(shí),R最大，解得“ =20, R = .工-22 + 5二2J _ = 25a 大3十2十5因?yàn)樾侄?。兄=3。，所以當(dāng)變阻器滑動(dòng)到靠近兄端點(diǎn)時(shí)兩部分電阻差值最大。此時(shí)刻外電阻R最小。_（R2+R3）Rj（3+5）x2i ,i 1R1 + R2 + R3 2 + 3 + 5由閉合電路歐姆定律有：R 大 + r 2.5 + 0.5= 2.1Q1

5、創(chuàng)建時(shí)間:2021-5-26 16:44:00R,、+ r 1.6 + 0.5通過(guò)電源的電流范圍是2. 1A到3Ao【評(píng)析】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2 在如圖9一3所示電路中，R尸390Q,R=230Q ,電源內(nèi)電阻r=50Q,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U尸72V,電流表的讀數(shù)為L(zhǎng)=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)。圖9一37 【錯(cuò)解】（1）因?yàn)橥怆娐烽_(kāi)路時(shí)，電源的

6、路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，所以£=U產(chǎn)80V：IAR2 +rA80230 + 50=0.29A=I2R2 = 0.29乂 230V = 66.7(V)【錯(cuò)解原因】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：IxRfO. 18X390=70.2 （V） H80V,這就表明,電路中的電流表和電壓表并非理想的電表。【分析解答】（1）由題意無(wú)法判斷電壓表、電流表是理想電表。設(shè)R、R、分別為電壓表、電流表的 內(nèi)阻，R'為電流表與電阻器R，串聯(lián)后的電阻，R”為電流表與電阻器&串聯(lián)的

7、電阻。則K 合在2時(shí):=-Rn =21-390 = 10() 丸I110.18B? =Ra + Ri = 10 + 390 =400(0)=Rr +R2 = 10 + 230 = 240(C)R$o%, R，R，-to當(dāng)K合在2時(shí)，=72RRR,RRR由上述兩式解得:Ri=400 Q e =90V當(dāng)K合在3時(shí)，因"篝=黑黑=曲。）故U)= s = 1：)° x90V=67.5 (V)-R + r 150 + 50U?67.5240=0.28 (A)【評(píng)析】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

8、。例3 如圖9 4所示，£尸3丫,門=0.5、，%二兄二5.5、，平行板電容器的兩板距離51011, 當(dāng)電鍵K接通時(shí)極板中的一個(gè)質(zhì)量m=4X 10%,電量為q=1.0Xl（Tc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)R二？囪94【錯(cuò)解】當(dāng)電鍵K接通電路穩(wěn)定時(shí)、電源£，和、都給電容器極板充電，所以充電電壓U £ 工+ £ 7©帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則所受合力為零，mgd 4X1Q X1X1Q U = ix 10-7-2X10 = 4(v)

9、63; kU- £ Fl (v)當(dāng)電鍵K斷開(kāi)后，電容器上只有電源給它充電，U'二,qU' 1X1Q-7F 7 =-=r = lX10d I*/4乂10 3即帶電粒子將以7. 5m/s二的加速度向下做勻加速運(yùn)動(dòng),又 QkCU= 10'X 10-%4=4乂10 七Q'=CL =10aX10-13Xl = lX10-9CQ二Q-Q'=3X1CTCB圖9-5極板上電量減少3X1(TC,也即K斷開(kāi)后，有電量為3X1(TC的電荷從R：由下至上流 過(guò)?！惧e(cuò)解原因】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

10、電壓作用(如RJ,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。【分析解答】(1)當(dāng)K接通電路穩(wěn)定時(shí)，等效電路圖如圖95所示。J、n和兄形成閉合回路，A, B兩點(diǎn)間的電壓為：S 13Uab = * 廠正=*cJ0-5=2.75(V)1% +口 5.5 + 0.5電容器中帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則所受合力為零,F-mg = 0=4Vmgd 4義10-6義1義10-2U = =1X10-7在B, R=, s：, C, A支路中沒(méi)有電流，R二兩端等勢(shì)將其簡(jiǎn)化，U+ e fU-UI. 25V當(dāng)K斷開(kāi)電路再次達(dá)到

11、穩(wěn)定后，回路中無(wú)電流電路結(jié)構(gòu)為圖96所示。電容器兩端電壓 U' = e 2=1. 25V1X0-7 X 1.25lx/-4X1Q-6X1O4X10-6= -6,875(m/S2)即帶電粒子將以6. 875m/ /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二CUNXICTCK斷開(kāi)時(shí)，電容器帶電量為Q' =CUZ =1.2X10'9(C)Q=QQ' =2. 75X1CC有總量為2. 75X10'9(C)的電子從良由下至上流過(guò)?！驹u(píng)析】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

12、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9一5,圖9一6,進(jìn)而用電路知識(shí)解決問(wèn)題。例4 如圖9 7所示，電源電動(dòng)勢(shì) ”9V,內(nèi)電阻廠0.5Q,電阻R：二5.0Q、Rm3.5。、 尺二6. 0 Q、Rf3. 0 Q ,電容C=2.0 u F。當(dāng)電鍵K由a與接觸到與b接觸通過(guò)R,的電量是多少？國(guó)9-6國(guó)9-7【錯(cuò)解】K接a時(shí)，由圖9-8可知/?i + Z?2 +

13、圖9-8修9-9凡=5 (V)此時(shí)電容器帶電量2 =CU =1x10-3。K接b時(shí),由圖9-9可知Uc'=U? =R+ R2+ r&=3.5 (V)此時(shí)電容器帶電量Qc' = CUc =0.7x10-5(C)流過(guò) 息 的電量為=QC-Q' C =3X10'6(C)【錯(cuò)解原因】沒(méi)有對(duì)電容器的充電放電過(guò)程做深入分析。圖9-8圖中電容器的上極板的電勢(shì)高，圖9一9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)%的電量應(yīng)是兩次充電電量之和?！痉治鼋獯稹縆接a時(shí)，由圖9-8可知5=% =+*=500-Ex. 1 JCk 2 ' *此時(shí)電容器帶

14、電量Qc=CUfIX10'5(C)K接b時(shí)，由圖9-9可知UJ =5 =；%=3.5(¥)此時(shí)電容器帶電量Q' fCUfO. 7X 1O'S(0流過(guò)&的電量為Q=Q+Q' c=L7X10 Ye)【評(píng)析】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5 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】IJ2/根據(jù)。=/2對(duì)=，可知，Qs ,因?yàn)?/p>

15、U不變，所以要使電阻減為原來(lái)的一半，所 RR以選A、Bo【錯(cuò)解原因】忽略了每根電阻絲都有一定的額定功率這一隱含條件?！痉治鼋獯稹繉㈦娮杞z剪去一半后，其額定功率減小一半，雖然這樣做在理論上滿足使熱量增加一 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 Be評(píng)析】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。本題除了需要滿足電流、 電壓條件之外，還必須滿足功率條件：不能超過(guò)用電器的額定功率。例6 如圖9 10所示的電路中已知電源電動(dòng)勢(shì)£ =36 V,內(nèi)電阻r=2C, Rm20Q,每 就燈額定功率都是2W,額定電壓也相同。當(dāng)K閉合調(diào)到R：=14Q時(shí)

16、，兩燈都正常發(fā)光：當(dāng)K 斷開(kāi)后為使L仍正常發(fā)光，求艮應(yīng)調(diào)到何值？創(chuàng)建時(shí)間:2021-5-26 16:44:00圖 9-10【錯(cuò)解】設(shè)所求電阻R' 當(dāng)燈L和L都正常發(fā)光時(shí)，即通過(guò)燈的電流達(dá)額定電流屋P.Rd = Rl2=Rl Ul=t= s 一(R#r + Rz)I“Ri+r + R2)-IE +P = 0 I2 (20 + 2 + 14)-361 + 2 = 0I0.93A(=蘭 A)040.06A(= A)R又當(dāng)即用合時(shí)廣=U+I(Ri+,電)2 £ =2IRl +2I(R+r + R。當(dāng)K斷開(kāi)時(shí)。£ =I%+I島+f+R2)- £ =I(R1+r +

17、2R2-R/ /.R J 2 =(R,+r + 2R2)- Z /I50-7=46150代入R=|鼠36«50-490。0.4/6 一【錯(cuò)解原因】分析電路時(shí)應(yīng)注意哪些是恒量，哪些是變量。圖9- 10電路中電源電動(dòng)勢(shì)£是恒量， 燈L：和L: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?！痉治鼋獯稹拷夥ㄒ唬涸O(shè)所求阻值R'二，當(dāng)燈L和L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)，

18、63;尸蟲(chóng)+L R+r+Rj當(dāng)K斷開(kāi)時(shí)，£產(chǎn)1+L (艮+r+R'二)，又e f £ = £ If2If2L (I 為額定電流)Rf 2)得 Ul+2I(R'+:t+e=USL+I(R1+r+(D-I(R,+r+2RR)=0 但 IWO,，R；+r+2R：FR'：即 R' ,=20+2+2X14=50。解法二：設(shè)所求阻值R'二，當(dāng)燈L和L正常發(fā)光時(shí)，加在燈兩端電壓為額定電壓田,由串聯(lián)電路電壓分析可得:R2 +r +R+ Rl /2U】一 11K斷開(kāi)時(shí)Ul =由得R2 + r + R.J + Rl / 2%R/r + R+Rl

19、1R代入數(shù)據(jù)；5（22+Rl+R 2芹=36 + 4, %=50口 乙乙【評(píng)析】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7 如圖9 11所示，電源電壓保持不變，變阻器R,的最大值大于R：的阻值，在滑 片P自右向左滑動(dòng)過(guò)程中，R：的電功率如何變化？圖 9-11【錯(cuò)解】采用“端值法”，當(dāng)P移至最左端時(shí)，&=0,則R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，瓦的電功率是變小的?！惧e(cuò)解原因】創(chuàng)建時(shí)間:2021-5-26 16:44:00u此題雖然不能直接用

20、P = UJ, 8及=匚判斷出結(jié)果，但由于題中兄兄，/所以用端值法只假設(shè)R：=0是不夠的?！痉治鼋獯稹渴系碾姽β蔖x =U1I = I2R1 = T -UT-j Ri = U2®11 L IR1+R2J (R1 + R2)(Ri+R- R?十時(shí)十2RR, =R"R2R32+4RK2 _(RRz)2 PRRiR12當(dāng)R1=及時(shí)，有?£ = 4%,將此式代入式可得：P1 二 E當(dāng)R吃或時(shí)，都有(R】；R»0,故叫RJ、 R與R 14R?，EP (Rl + R2)4R；因此,在這兩種情況時(shí)，&的電功率都是PVU74R,且不難看出，一與R二差值越大,R越

21、小于if/dR。綜上所述，本題答案應(yīng)是滑片P自右向左移動(dòng)時(shí)，R的電功率逐漸變大；當(dāng)R戶R二時(shí)R： 的電功率最大：繼續(xù)沿此方向移動(dòng)P時(shí)，R，的電功率逐漸變小?！驹u(píng)析】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9-12所示電路，當(dāng)電鍵K依次接a和b的位置時(shí)，在R：R=(2) MR二 RVR：三種情況時(shí)，兄、R：上消耗的電功率哪個(gè)大？圖 9-12【錯(cuò)解】根據(jù)P=FR可知,當(dāng)R>R二時(shí)，P1>P3；當(dāng)Rf兄時(shí)

22、,P1=P2；當(dāng)R1VR,時(shí),PPgr/22（2）根據(jù)P = J = JR R當(dāng) RARs時(shí),Pi<P3；當(dāng) Rk咫時(shí)，Pi=P=；當(dāng) RVT時(shí),Pi>P2o【錯(cuò)解原因】錯(cuò)誤在于認(rèn)為電路改變時(shí)其路端電壓保持不變，UfU=,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J r不變?！痉治鼋獯稹慨?dāng)電鍵K接不同位置時(shí)，電路的結(jié)構(gòu)不同。K接a點(diǎn)，小=禹小&二面可同理，R接b點(diǎn)時(shí)，瑞=1爾2 =由p p _”Rz 一”（%二2）（2-網(wǎng)工）廠2一島+力2 島+力2。（R#r）2a+標(biāo)當(dāng)兄兄時(shí)，若r'=RR PPkO所以PkR：若r'VRR PP；<

23、;0所以PUP；： 若 r'> RR PlP>0 所以 PAP?當(dāng) R>R=時(shí),若 r'=RR Pi-P=0,所以 P尸P;；若 fvRRPP0 所以 PAP,：若 r：> RR【評(píng)析】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9 13所示電路中，r是電源的內(nèi)阻

24、，比和艮是外電路中的電阻，如果用Pr, P,和汽分別表示電阻r, R,艮上所消耗的功率，當(dāng)Rk艮=r時(shí),P： P： ： &等于【錯(cuò)解】因?yàn)镽fR：=r, r與R”咫并聯(lián)，它們電壓相同，TJ2U2U2R ：P：B，B=A ：智：獸=1： 1： 1,故選A。fKK，2【錯(cuò)解原因】認(rèn)為電源的兩端就是外電路的兩端，所以內(nèi)外電阻是并聯(lián)關(guān)系，即認(rèn)為r與R，R：并聯(lián)，1>U-U=,這一看法是錯(cuò)誤的，U不等于L, Ur= s -Ulo【分析解答】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Ri與凡是并聯(lián)的,因R尸區(qū),則L

25、=L=LIr=L+L=2IoPr ： Pi ： P3=L3r ： I/Ri ： I；& ： =4 ： 1 ： K ,所以是正確的。【評(píng)析】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9- 14所示，圖 9-14-13 -創(chuàng)建時(shí)間:2021-5-26 16:44:00已知電源電動(dòng)勢(shì)£=20V,內(nèi)阻r=lC當(dāng)接入固定電阻R=4C時(shí)，電路中標(biāo)有“3V4.5W” 的燈泡L和內(nèi)阻一=0.5Q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】由燈泡的額定電壓

26、和額定功率可求得燈泡的電阻U1.32R=六下=2a串聯(lián)電路中電路中的電流強(qiáng)度££20T = 2714)R. R2 +rz + R + r 2 + 4+ 1 + 0.5' ' '電動(dòng)機(jī)額定工作電壓U=r r=2. 7X0. 5=1. 35(V)電源總功率 P=I £ =2. 7X20=54 (W)【錯(cuò)解原因】此電路是非純電阻電路，閉合電路歐姆定律£=IR.°不適用，所以電路中的電流強(qiáng)度不能用/=二求出。電動(dòng)機(jī)額定工作電壓UHL” R總【分析解答】(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

27、 流。U2 32燈L的電阻R l = £ =/=2(。)，燈L的額定電流為 «LI P 4 5i=uT=t=15A電路中電流強(qiáng)度1 = 1. 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e =UR+U+Ur+UBUo= e -U-U-Ur= £ -I(R+RL+r)=20-l. 5X (2+4 + l)=9. 5(3)電源總功率 P d=I e =1. 5X20=30(W)o【評(píng)析】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

28、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/ nc,電燈燈絲 電阻R=10Q,電源電動(dòng)勢(shì)£=12V,內(nèi)阻r=lQ,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?！惧e(cuò)解】由部分電路的歐姆定律，L.='=1A,由于L與M并聯(lián)，流過(guò)的電流與其電阻成反 R比，= %L = Y XI = 10(A)PM =I2wr = 102Xl = 10(W)【錯(cuò)解原因】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)?，因?yàn)樵摻Y(jié)

29、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&人與輸出功 率Pm出的區(qū)別，I；r'是電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱功率。三者的關(guān)系是：Px=Pkiti+I/rf o【分析解答】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2 U 12-10= 2(A) 19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激二P.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 £ n)+IjR+Px比+1無(wú)'.PK!ti = I

30、e -(I:r+L：R-HlMCr, ) =9 (W)【評(píng)析】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 如圖9 16,外電路由一個(gè)可變電阻R和一個(gè)固定電阻R。串聯(lián)構(gòu)成，電源電動(dòng) 勢(shì)為£ ,電源內(nèi)阻為r,-(=-Ro圖 S-16問(wèn)：R調(diào)到什么時(shí)候，R。上將得到最大功率。【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。利用電源輸出功率最大的 條件是R=r'得Ro=R+r,即R=R0-r,所以把可變電阻調(diào)到R二Rr時(shí)，電路中&上得到最 大功率，其大小為a8 二

31、S 2Ro E 2L =I R0 = (R + R0 +r) R° = 4R02 =4R7【錯(cuò)解】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R。 上的輸出功率，則不能生搬硬套。定值電阻及上的功率，決定于流過(guò)電阻R。的電流強(qiáng)，這 與討論可變電阻R上的功率不同?！痉治鼋獯稹侩娏鹘?jīng)過(guò)電阻R。，電流能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能，以上功率決定于電流強(qiáng)度大小和電阻值，即 P=I：Ro,所以當(dāng)電流強(qiáng)度最大時(shí)，R。上得到最大功率。由純電阻的閉合電路歐姆定律，有8I =R + R。+r當(dāng)可變電阻R減小到零時(shí)，

32、電路中電流強(qiáng)度有最大值固定電阻R。上有最+r大輸出功率，其大小為2 IRQL =L，Rq =(R0+f)2【評(píng)析】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13 輸電線的電阻共計(jì)10。，輸送的電功率是lOOkw,用400V的低壓送電，輸電 線上發(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】錯(cuò)解一：當(dāng)用400W的低壓送電時(shí)，/1=*=辛=4005)，所以P' = Z22/? =(104)

33、2xl = 10s(VV)o錯(cuò)解二：設(shè)負(fù)載電阻為R，輸電線電阻為r,尸=1匚R + r4002可1= 0.6(0)Il =m- = U = 250(Q)1 R+r 0.6 + 1所以,4=I1r = 6.25X104(；V0 = 62.5(lcW)當(dāng)輸送電壓U? =ldU時(shí)，1 =去=7J = 625X101A)R+r Q.6 + 1P2 =I22r = (625X103)2 xi = 39i乂10叱卜網(wǎng)【錯(cuò)解原因】錯(cuò)解一是對(duì)歐姆定律使用不當(dāng)，愉送電壓是加在輸電線電阻和負(fù)載上的，如果把它考 慮成輸電線上的電壓求電流強(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P:是正確的，然而在

34、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P:解錯(cuò)?！痉治鼋獯稹縿?chuàng)建時(shí)間:2021-5-26 16:44:00輸送電功率lOOkw,用400V低壓送電，輸電線上電流P 105】 二 25。輸電線上損失功率若用10kV高壓送電輸電線上電流P 105輸電線上損失功率P=Vr=10:Xl=0. l（kw）【評(píng)析】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 把一個(gè)“10V2.0W”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

35、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】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 5.0曠的用電器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. 0孔【錯(cuò)解原因】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

36、變而改變。 【分析解答】?jī)?nèi)電阻部可忽略，U =£-!, =£ 土一/，因?yàn)?#163;, r 一定，當(dāng)R越大，U也越大， R + r所以與£不同，U不是恒定的。U C io2uj 102設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)電阻r,此=j=虧=50(。)，&=悖=-20(0),R越大，U越小，所以當(dāng)B連入時(shí)，用電器兩端的電壓將小于10V,它消 R + r、2耗的實(shí)際功率將小于5.0W,有可能小于2.0W,但需滿足<=R=2 （W）,/2P,=一Rb<2W,可解得：r>V10Q, £>0 + 2y/i0V,當(dāng)滿足上述條件時(shí)，B 'E+rJ的

37、實(shí)際功率小于2.0Wo【評(píng)析】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（P-R圖如圖917所示）做定 性分析，也可以得到同樣的結(jié)果。由題意可知氏接入電路時(shí)，若電源的輸出功率達(dá)到最大 輸出功率，則兄接入電路時(shí)，電源的輸出功率肯定小于最大輸出功率2憶若電源的輸出功 率沒(méi)有達(dá)到最大輸出功率，區(qū)接入電路時(shí)，電源的輸出功率有可能小于&接入電路時(shí)輸出功 率2W。2圖 9-17例15 有四個(gè)電源，電動(dòng)勢(shì)均為8V,內(nèi)阻分別為1。、2C、4。、8Q,今要對(duì)R=2C 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、IQB、2QC、4QD、8Q【錯(cuò)解】依''外電阻等于

38、內(nèi)電阻（R二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?！惧e(cuò)解分析】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二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。21 -創(chuàng)建時(shí)間:2021-5-26 16:44:00【分析解答】由于尸 "R可知，R上消耗的功率P一一； R = 2 ,顯然P是r的單調(diào) R+r）2+r）減函數(shù)，所以就題設(shè)條件而言，r取1C時(shí)P有最大值，應(yīng)選A。

39、【評(píng)析】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而，也有其造成危害的一面。 關(guān)鍵是要掌握好“條件和范闈”。例16 圖9-18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：待測(cè)電阻R（約100。）（2）直流毫安表（量程。10mA,內(nèi)阻500）（3） 直流電壓表（量程。3V,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。E 9

40、-18【錯(cuò)解】錯(cuò)解一：如圖9-19所示，此種連法錯(cuò)在變阻器的右下接線柱和電源的負(fù)極之間少連 了一條線，即使變阻器取最大值，通過(guò)電路的電流也超過(guò)了 10mA,大于亳安表的量程。圖 9-19錯(cuò)解二：如圖9-20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)亳安表的電流27.02mA45000X1QQ50 +5000 + 100國(guó) 9-21 23始終超過(guò)亳安表的量程，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9-22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9-23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。圖 9-22圖 9-23錯(cuò)解六：如圖9-24所示，電鍵閉合后電源被短路，滑到最右端時(shí)，電流超過(guò)亳安表的最大量程，故連接錯(cuò)誤。圖 9-25錯(cuò)解七：如圖9一