第九章穩(wěn)恒電流

1、第九章穩(wěn)恒電流、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、電動勢、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、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。、基本方法本章涉及到的基本方法有運(yùn)用電路分析法畫出等效電路圖， 掌握電路在不同 連接方式下結(jié)構(gòu)特點，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、錯解分析在本章知識應(yīng)用的過程中，初學(xué)者常犯的錯誤主要表現(xiàn)在：不對電路進(jìn)行分 析就照搬舊的解題套路亂套公式；邏輯推理時

2、沒有逐步展開，企圖走“捷徑”； 造成思維“短路”；對含有電容器的問題忽略了動態(tài)變化過程的分析。例1 如圖9- 1所示電路，已知電源電動勢 & =6.3V，內(nèi)電阻r=0.5 Q， 固定電阻R=2Q，R2=3Q，R3是阻值為5Q的滑動變阻器。按下電鍵K,調(diào)節(jié)滑 動變阻器的觸點，求通過電源的電流范圍。圖gi【錯解】將滑動觸頭滑至左端，R3與R串聯(lián)再與F2并聯(lián)，外電阻(2 + 5)32 + 5+321(。)i = rT7632.1 + 0.5=2.4(A)再將滑動觸頭滑至右端 R3與R串聯(lián)再與R并聯(lián)，外電阻6316 + 05TA)【錯解原因】由于平時實驗，常常用滑動變阻器作限流用（滑動變阻器與

3、用電器串聯(lián)）當(dāng) 滑動頭移到兩頭時，通過用電器的電流將最大或最小。以至給人以一種思維定勢： 不分具體電路，只要電路中有滑動變阻器，滑動頭在它的兩頭，通過的電流是最 大或最小?！痉治鼋獯稹繉D9 1化簡成圖9-2。外電路的結(jié)構(gòu)是 R與艮串聯(lián)、（F3-R ）與Ri 串聯(lián)，然后這兩串電阻并聯(lián)。要使通過電路中電流最大，外電阻應(yīng)當(dāng)最小，要使 通過電源的電流最小，外電阻應(yīng)當(dāng)最大。設(shè) F3中與F2串聯(lián)的那部分電阻為 R， 外電阻R為.(巴+R)(R】 + R廠R)R +R + R*因為，兩數(shù)和為定值，兩數(shù)相等時其積最大，兩數(shù)差值越大其積越小。當(dāng)R2+R =R+R3-R'時，R最大，解得（3+2） （2

4、+5-2）3 + 2+5因為R=2Q VR2=3Q，所以當(dāng)變阻器滑動到靠近 Ri端點時兩部分電阻差值最 大。此時刻外電阻R最小。R-卜R廠Rj陷B-l + B-2 + E-3由閉合電路歐姆定律有,】廠硏r亦r'lCA）通過電源的電流范圍是2.1A到3A?！驹u析】不同的電路結(jié)構(gòu)對應(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9-3所示電路中，Ri=390Q,R2=230Q，電源內(nèi)電阻r=50 Q， 當(dāng)K合在1時，電壓表的讀數(shù)為80V;當(dāng)K合在2時，電壓表的讀數(shù)

5、為U=72V, 電流表的讀數(shù)為Ii=0.18A，求：（1）電源的電動勢（2）當(dāng)K合在3時，兩電表 的讀數(shù)。圖9T【錯解】（1）因為外電路開路時，電源的路端電壓等于電源的電動勢，所以£ =U斷 =80V;IA80230 + 50=0.29AU. =I2R. = 0.29X 230V = 66.7(V)【錯解原因】上述解答有一個錯誤的“替代假設(shè)”：電路中的電流表、電壓表都是理想的電表。事實上，問題并非如此簡單。如果進(jìn)一步分析K合在2時的情況就會發(fā)現(xiàn) 矛盾：liR=0.18 X 390=70.2 (V)工80V,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)由題意無法判斷電壓表、電流表是理想電表。設(shè) 甩、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 艮串聯(lián)的電阻。貝U K合在2時：TJ7?比寸-R麗-如 g)當(dāng)K合在1時,呂 _Rt+50 礦兔=Ra = 10 + 390 =400()R ? =RA =10 + 230= 240()+ 50當(dāng)跆在2吋，盤由上述兩式解得：Ri=400Q & =90V(2)當(dāng)K合在時因R =占舍 K + K240X400240+400= 150G)RsR +r150150 + 50X 90V = 57.