專題恆定電流

2023-01-11 00:54:02 字數 2977 閱讀 8309

一、 閉合電路歐姆定律

1.公式

2.路端電壓u與電流i的關係

(1)關係式:u=e-ir.

(2)u-i圖象如圖所示

3.電源的輸出功率

(1)任意電路:p出=ui=ei-i2r=p總-p內.(2)純電阻電路:p出=i2r==.

(3)輸出功率隨r的變化關係

①當r=r時,電源的輸出功率最大為pm=.

②當r>r時,隨著r的增大輸出功率越來越小.

③當r④當p出⑤p出與r的關係如圖所示.

例題1、如圖所示,電動勢為e、內阻為r的電池與定值電阻r0、滑動變阻器r串聯,已知r0=r,滑動變阻器的最大阻值是2r。當滑動變阻器的滑片p由a端向b端滑動時,下列說法中正確的是(  )

a.電源的輸出功率先變小後變大

b.電源的輸出功率先變大後變小

c.滑動變阻器消耗的功率變小

d.定值電阻r0上消耗的功率先變大後變小

練習1、如圖所示,平行金屬板中帶電質點p原來處於靜止狀態,不考慮電流錶和電壓表對電路的影響,r1的阻值和電源內阻r相等。當滑動變阻器的滑片向b端移動時,則()

a.r3上消耗的功率逐漸增大

b.電流錶讀數減小,電壓表讀數增大

c.電源的輸出功率逐漸增大

d.質點p將向上運動

二、電路的動態分析

例2、在右圖所示電路中,電源的電功勢為e、內阻為為定值電阻,r是一滑動變阻器,電路中的電壓表和電流錶均視為理想的。試討論:當r的滑鍵向上滑動時,電源總功率及各電表示數如何變化?

練習2、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,電源的電動勢為e,內阻為r,設電流錶a的讀數為i,電壓表v的讀數為u,當r5的滑動角點向圖中a端移動時( )

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

練習3、電動勢為e、內阻為r的電源與定值電阻r1、r2及滑動變阻器r連線成如圖所示的電路,當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時,下列說法正確的是 ( )

a.電壓表和電流錶讀數都增大

b.電壓表和電流錶讀數都減小

c.電壓表讀數增大,電流錶讀數減小

d.電壓表讀數減小,電流錶讀數增大

三、對伏安特性曲線的理解

(1)圖中,圖線a、b表示線性元件,圖線c、d表示非線性元件.

(2)圖象的斜率表示電阻的倒數,斜率越大,電阻越小,故ra(3)圖線c的電阻減小,圖線d的電阻增大(如圖乙所示).

(4)伏安特性曲線上每一點的電壓座標與電流座標的比值對應這一狀態下的電阻.

深化拓展 (1)在i-u曲線上某點切線的斜率不是電阻的倒數.

(5)要區分是i-u圖線還是u-i圖線.

(6)對線性元件:r==;對非線性元件:r=≠.應注意,線性元件不同狀態時比值不變,非線性元件不同狀態時比值不同.

例3 小燈泡通電後其電流i隨所加電壓u變化的圖線如圖所示,p為圖線上一點,pn為圖線在p點的切線,pq為u軸的垂線,pm為i軸的垂線,則下列說法中錯誤的是 (  )

a.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大

b.對應p點,小燈泡的電阻為r=

c.對應p點,小燈泡的電阻為r=

d.對應p點,小燈泡的功率為圖中矩形pqom所圍的面積

練習4、如圖,電路中定值電阻阻值r大於電源內阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表v1、 v2、 v3示數變化量的絕對值分別為△v1、△v2、△v3,理想電流錶a示數變化量的絕對值為△i,則( )

(a) a的示數增大

(c) △v3與△i的比值大於r

(b) v2的示數增大

(d) △v1大於△v2

四、含電容器的電路分析

解題關鍵:

例題4、如右圖所示, r1、 r2、r3、 r4 均為可變電阻、c1、c2均為電容器,電源的電動勢為 e , 內阻 r ≠0 ,當改變 4 個電阻中的 1 個阻值時

a .減小 rl , c1、c2所帶電荷量都增加

b .增大 r2,c1、c2所帶電荷量都增加

c .增大r3,c2所帶電荷量增加

d .減小r4, cl 、c2所帶電荷量都增加

練習5、在如圖所示的電路中,電源的電動勢e=3.0 v,內阻r=1.0ω,電阻r1=10ω,r2=10ω,r3=30ω,r4=35ω。電容器的電容 c=100μf。

電容器原來不帶電.求接通電鍵k後流過r4的總電量.

練習6、如右圖所示的電路中,兩平行金屬板a、b水平放置,兩板間的距離d=40 cm.電源電動勢e=24v,內電阻r=1ω,電阻r=15ω。閉合開關s,待電路穩定後,將一帶正電的小球從b板小孔以初速度v0=4 m/s豎直向上射入板間。

若小球帶電荷量為q=1×10-2 c,質量為m=2×10-2 kg,不考慮空氣阻力。那麼,滑動變阻器接入電路的阻值為多大時,小球恰能到達a板?此時電源的輸出功率是多大?

(取g=10 m/s2)

五、電路的改畫

步驟練習7、已知r1= r3=4r2= r5=1r4= r6= r7=2求ab之間的總電阻

鏈結高考

2. [2014·天津卷] 如圖所示,電路中r1、r2均為可變電阻,電源內阻不能忽略,平行板電容器c的極板水平放置.閉合開關s,電路達到穩定時,帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動.如果僅改變下列某乙個條件,油滴仍能靜止不動的是(  )

a.增大r1的阻值

b.增大r2的阻值

c.增大兩板間的距離

d.斷開開關s

(2014上海)18.如圖,電路中定值電阻阻值r大於電源內阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表v1、v2、v3示數變化量的絕對值分別為△v1、△v2、△v3,理想電流表示數變化量的絕對值△i,則( )

(a)a的示數增大b)v2的示數增大

(c)△v3與△i的比值大於r (d) △v1大於△v2

(2013上海物理)24.如圖,電路中三個電阻rl、r2和r3的阻值分別為r、2r和4r。當電鍵s1斷開、s2閉合時,電源輸出功率為p0;當s1閉合、s2斷開時,電源輸出功率也為p0。則電源電動勢為____;當s1、s2都斷開時,電源的總功率為____。

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