《恒定電流》高考典型問題

《恒定電流》為高中電學(xué)的基礎(chǔ)章節(jié)，為歷年高考中考點(diǎn)分布的重點(diǎn)區(qū)之一。在高考中的典型問題歸類如下：

1 圖象問題

圖象問題一定要弄清橫縱坐標(biāo)的意義以及圖線本身代表的意義。

例1 如圖所示，圖線①表示某電池組的輸出電壓-電流關(guān)系，圖線②表示其的輸出功率-電流關(guān)系，該電池組的內(nèi)阻為Ω。當(dāng)電池組的輸出功率為120w時(shí)，電池組的輸出電壓是v。

分析 由U=ε-Ir圖線，取（5，25）、（2，40）兩點(diǎn)數(shù)據(jù)代入方程，求出r=5Ω，ε=50v。從P-I線讀出P=120w時(shí)的電流I=4A，代入U(xiǎn)=ε-Ir求出U=30v。

2 動(dòng)態(tài)電路問題

動(dòng)態(tài)電路是本章高考熱點(diǎn)之一，多次在高考試題中出現(xiàn)。解決此類問題，首先必須明確電路中各元件的連接方式、準(zhǔn)確判斷電路中各元件的串并關(guān)系，對復(fù)雜電路要進(jìn)行簡化。然后的分析順序通常為從局部到整體再到局部，從外電路到內(nèi)電路再到外電路。

例2 在如圖所示的電路中，R1、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源的電動(dòng)勢為ε，內(nèi)阻為r。設(shè)電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U。當(dāng)R5的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí)，

A．I變大，U變小

B．I變大，U變大

C．I變小，U變大

D．I變小，U變小

答案：D正確。

3 電表內(nèi)阻對電路的影響

要考慮電表的內(nèi)阻，就應(yīng)把它看作能顯示自身電流或電壓值的電阻，其測量值有誤差，須進(jìn)行誤差分析和討論。

例3 如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢E=6.00V，其內(nèi)阻可忽略不計(jì)．電阻的阻值分別為R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ，電容器的電容C=4.7μF．閉合開關(guān)S，待電流穩(wěn)定后，用電壓表測R1兩端的電壓，其穩(wěn)定值為1.50V．該電壓表的內(nèi)阻為多大?

設(shè)電壓表的內(nèi)阻為Rr，測得R1兩端的電壓為U1，R1與Rr并聯(lián)后的總電阻為R，則有

1R=1R1+1Rv①

由串聯(lián)電路的規(guī)律RR2=U1E-U1②

聯(lián)立①②，得RrR1R2U1R1E-(R1+R2)U1

代人數(shù)據(jù)。得Rr=4.8kΩ

4 電路故障

電路發(fā)生故障，斷路相當(dāng)于電阻變?yōu)闊o窮大，短路相當(dāng)于電阻變小（為零），利用前面動(dòng)態(tài)電路的分析方法。如

果用伏特表來判斷，則當(dāng)電壓表有讀數(shù)，說明電壓表兩接線柱與電源連接是通的，沒有讀數(shù)，則說明電壓表兩接線柱與電源連接是斷開的（或電壓表兩接線柱之間的電路是短路的）。

例4 的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是

A.R1斷路 B.R2斷路

C.R3短路 D.R4短路

分析 燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，則說明總電流減小，電路的總電阻增大，有斷路發(fā)生，進(jìn)一步判斷A正確。

5 閉合電路

閉合電路歐姆定律描述了包含了電源在內(nèi)的全電路中，電流強(qiáng)度與電動(dòng)勢及總電阻之間的關(guān)系，要能夠靈活應(yīng)用。

例5 如圖所示，R為電阻箱，○V為理想電壓表，當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1=2Ω時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U1=4v；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2=2Ω時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U2=5v。求：電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r；

分析 由閉合電路歐姆定律

E=U1+U1R1r E=U2+U2R2r

聯(lián)立解得：E=6v，r=1Ω。

6 電路中的功率問題

功率問題應(yīng)注意公式的適用條件，P=UI適用任何電路的電功率，P=I2R用于計(jì)算熱功率，在純電阻電路中，電功率等于熱功率，非純電阻電路中，電功率UI等于熱功率I2R。

例6 題目接上例：當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值Pm為多少？

分析 由電功率表達(dá)式P=E2（R+r）2R，將它變形得P=E2（R-r）2R+4r，由此式得，當(dāng)R=r=1Ω時(shí)，P有最大值Pm= =9w。

7 含電容電路問題

含電容電路，在電路穩(wěn)定時(shí)，電容器相當(dāng)于電路中的一處斷路。在計(jì)算由于電容器充放電而通過某一電阻的電量，要注意：①搞清電路結(jié)構(gòu)；②當(dāng)電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，電容器的電量改變，有時(shí)還有極性電性也隨之發(fā)生改變，這一點(diǎn)要特別注意，因而在計(jì)算兩次電量是相加或相減。

例 題目接前例3：求由于電壓表的接入，電容器的帶電量變化了多少?

分析 電壓表接入前，電容器上的電壓UC等于電阻R2上的電壓，R1兩端的電壓為UR1，則

UCUR1=R2R1 又E=UC+UR1

接入電壓表后，電容器上的電壓為U′C=E-U1

由于電壓表的接入，電容器帶電量增加了ΔQ=C(U′C-UC)

—由以上各式解得ΔQ=C(R1ER1+R2-U1)

帶入數(shù)據(jù)，可得ΔQ=2.35×10-6C

《恒定電流》檢測題參考答案

1.BC2.ACD3.B4.AC5.C6.AC7.C

8.B9.A10.B11.A12.D

13. (1) 484小于燈泡電阻隨溫度變化而變化，溫度越高電阻越大

(2) ①E=U1I2-U2I1I2-I1，r=U1-U2`I2-I1

②偏小

14. R1U/(R1I－U)

15.（1）U1=2V；（2）R2=2Ω；

（3）R2=5.56Ω

16.(1)0.9A

0.045w

(2)圖2更節(jié)能

17.R滑＝8Ω，

P出＝23W

注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文