專題輔導(dǎo)恒定電流(已修改)
2025-06-19 13:53 本頁(yè)面
【正文】 恒定電流 電功 電功率及歐姆定律 邏輯電路在具體應(yīng)用歐姆定律時(shí)，必須將一個(gè)混聯(lián)電路畫(huà)成一個(gè)易于看清的簡(jiǎn)單的串并聯(lián)電路以后，才能運(yùn)用恒定電流的有關(guān)規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。為此需要將一個(gè)復(fù)雜電路用一定的方法進(jìn)行簡(jiǎn)化，常用的簡(jiǎn)化方法有：⑴等勢(shì)節(jié)點(diǎn)的斷接法，每小段導(dǎo)體的電阻值均為，試求圖中、兩點(diǎn)間的等效電阻。解析：從圖1中可以看出，網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于、兩點(diǎn)上下對(duì)稱。如圖2所示，、以及、分別為等電勢(shì)點(diǎn)，故、的左側(cè)以及、的右側(cè)的導(dǎo)體可以去掉。還是由于上下兩部分網(wǎng)絡(luò)關(guān)于、兩點(diǎn)對(duì)稱，所以可以先考慮其中的一部分，如圖3所示。從圖3可以判斷得出，、兩點(diǎn)也是等電勢(shì)點(diǎn)，可以用導(dǎo)線連接，故、兩點(diǎn)間上部分的等效電阻為 所以，、兩點(diǎn)間的等效電阻為 命題解讀：找出等電勢(shì)點(diǎn)，適時(shí)地將電路斷開(kāi)或連接，一步一步地將電路簡(jiǎn)化是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵。⑵支路電流法，試求、兩點(diǎn)間的等效電阻。解析：設(shè)電流從端進(jìn)入，從端流出，由結(jié)構(gòu)對(duì)稱性可知，電流從端進(jìn)入后的電流分布應(yīng)該與電流從端流出前的電流分布相同，中間的正方形具有上、下電流對(duì)稱和左、右電流對(duì)稱，如圖5所示。則由點(diǎn)電流的流向可得 由、兩點(diǎn)間不同線路電勢(shì)降落相同，得 選擇線路，得 故、兩點(diǎn)間的等效電阻為 命題解讀：此題在解題過(guò)程中運(yùn)用到了對(duì)稱電路中電流分布特點(diǎn)，又用到了電流沿不同支路電勢(shì)降落等知識(shí)，是一個(gè)稍有難度的題目。⑶無(wú)窮網(wǎng)絡(luò)等效變換法若，（＞0），在求值時(shí)，注意到時(shí)由無(wú)限多個(gè)組成，所以去掉左邊第一個(gè)對(duì)值毫無(wú)影響，即剩余部分仍為，這樣就可以將原式等效變換為 從而很順利的解得的值，這就是物理學(xué)解決無(wú)線網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的基本思路。，為每段電阻均為的電阻絲構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)電路，試求、兩點(diǎn)間的等效電阻。解析：由于是一個(gè)無(wú)窮網(wǎng)絡(luò)電路，即便去掉、左側(cè)的部分（不包括、之間的那段電阻絲），剩余的部分還是一個(gè)無(wú)窮網(wǎng)絡(luò)電路，即剩余部分的等效電阻仍然等于所求的等效電阻，這時(shí)就把原來(lái)的無(wú)窮網(wǎng)絡(luò)電路等效成了如圖7所示的樣子。由串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可以求得、兩點(diǎn)間的等效電阻為 解得 （負(fù)值已設(shè)去）命題解讀：把握特點(diǎn)，從無(wú)窮網(wǎng)絡(luò)中再找出一個(gè)無(wú)窮網(wǎng)絡(luò)，并將網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化，是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵所在。⑴相同的電流通過(guò)電阻相同的用電器，電功一定相同嗎？，電阻和電動(dòng)機(jī)串連接到電路中，且電阻和電動(dòng)機(jī)線圈的電阻相等，接通電鍵后，電動(dòng)機(jī)正常工作，設(shè)電阻和電動(dòng)機(jī)兩端的電壓分別為和。經(jīng)過(guò)時(shí)間，電流通過(guò)電阻所做的功為，產(chǎn)生的熱量為；而電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)所做的功為，產(chǎn)生的熱量為。則有 .＜，= .=，=.＜，＜ .＜，=答案：命題解讀：此題主要比較的是純電阻用電器和非純電阻用電器實(shí)際消耗的電功率問(wèn)題。對(duì)于純電阻用電器（如題目中的電阻）而言，電流通過(guò)它時(shí)做的功全部用來(lái)發(fā)熱，即此時(shí)電功等于電熱；而對(duì)于非純電阻用電器（如題目中的電動(dòng)機(jī)）時(shí)，電流通過(guò)它時(shí)所做的功只是一小部分產(chǎn)生了電熱，其余很大一部分轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能。上面的題目中，由于電阻和電動(dòng)機(jī)串連接到電路中，且電阻和電動(dòng)機(jī)線圈的電阻相等，所以它們產(chǎn)生的電熱是相等的，而電功不等。⑵實(shí)際電路中用電器的配置，其中是火線，是零線，現(xiàn)有工作電壓為的用電器如下：的燈泡6只；的電視機(jī)1臺(tái)； 的微波爐1臺(tái)；的電冰箱1臺(tái)；的暖風(fēng)機(jī)1臺(tái)；的洗衣機(jī)1臺(tái)；還有3臺(tái)額定電流為的保險(xiǎn)盒。如何將上述電器全部合理的接入電路，要求畫(huà)出接線圖，且電器用下面指定的符號(hào)表示：功率為的燈泡:功率為的電視機(jī)：功率為的微波爐：功率為的電冰箱：功率為的暖風(fēng)機(jī)：功率為的洗衣機(jī)：保險(xiǎn)盒：解析：每根保險(xiǎn)絲所在支路的允許電功率為 因此每個(gè)支路配置的用電器功率之和不能超過(guò)，而用電器的總功率為 ＜ 所以，為使各用電器均正常工作，并能保證各支路用電安全，將電路連接如圖10所示。命題解讀：本題以家庭生活為背景考查學(xué)生電路設(shè)計(jì)的能力，設(shè)計(jì)電路的基本思路是既要保證總體用電不超載，又要保證接入電路的用電器能正常工作，因此，要求接入每一支電路的用電器功率之和不超過(guò)支路的允許功率，同時(shí)電路的供電電壓恰好等于用電器的額定電壓，所以用電器都應(yīng)該并聯(lián)在各支路中。，甲是電壓表測(cè)量電壓的電路圖，乙則是研究影響平行板電容器的電容大小因素
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