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暑假学习 | 120个高中物理必会问题及答案(46-49),快快收藏~

2017-08-21  99心灵花园

物理君

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46、串、并联电路的电压、电流、功率是如何分配的。如何进行电路分析?你会使用直接判断的方法进行电路分析吗?


答:(1)串并联电路电流的特点:

串联电路中,各处电流相等。I=I1=I2

并联电路中,干路电流等于各支路的电流之和。I=I1 I2


(2)串并联电路电压的特点:

串联电路中,电路两端的总电压等于各部分用电器两端电压之和。U=U1 U2

并联电路中,各支路两端电压相等,等于两端的总电压。U=U1=U2


(3)串并联电阻的特点:

串联电路中,等效电阻等于各串联电阻之和。R=R1 R2   

若R1=R2=r 则 R=2r

并联电路中,等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。1/R=1/R1 1/R2  若R1=R2=r 则R=r/2


(4)串并联电压、电流与电阻的关系:

串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即阻值大的电阻,其两端的电压也大,阻值小的电阻,其两端的电压也小,这种关系称为分压关系。 U1/U2=R1/R2 

并联电路中,电压的分配与电阻成反比,即阻值大的电阻,其两端的电压小,阻值小的电阻,其两端的电压大,这种关系称为分流关系。 I1/I2=R2/R1  


(5)串并联电路电功的特点:

串联电路中,消耗的总功等于各串联用电器消耗的电功之和。W=W1 W2

并联电路中,消耗的总功等于各并联用电器消耗的电功之和。W=W1 W2


(6)串并联电路电功与电阻的关系:

串联电路中,电功的分配与电阻成正比。即阻值大消耗的电功多,阻值小的消耗的电功少。W1/W2=R1/R2

并联电路中,电功的分配与电阻成反比。即阻值大消耗的电功少,阻值小的消耗的电功多。W1/W2=R2/R1


(7)串并联电路电功率的特点:

串联电路中,消耗的总功率等于各串用电器消耗的电功率之和。P=P1 P2

并联电路中,消耗的总功率等于各并用电器消耗的电功率之和。P=P1 P2


(8)串并联电路电功率与电阻的关系:

串联电路中,电功率的分配与电阻成正比。即阻值大消耗的电功率大,阻值小消耗的电功率小。P1/P2=R1/R2

并联电路中,电功率的分配与电阻成反比。即阻值大消耗的电功率小,阻值小消耗的电功率大。P1/P2=R2/R1


(9)串并联电路电热的特点:

串联电路中,电路中所产生的总热量等于各串联用电器产生的热量的总和。即Q =Q1 Q2

并联电路中,电路中所产生的总热量等于各并联用电器产生的热量的总和。即Q =Q1 Q2


(10)串并联电路电热与电阻的关系:

串联电路中,各用电器产生的电热与电阻成正比。即Q1/Q2=R1/R2 
并联电路中,各用电器产生的电热与其电阻成反比。即Q1/Q2=R2/R1

一般说来,我们对电路分析时,按照电流的流向来分析电路结构。


47、电动势的物理意义是什么?它在数值上等于什么?什么是闭合电路欧姆定律?其一般表达式什么样?纯电阻电路的路端电压表达式怎样?通过其U-I图像可以求出什么物理量?该图像和部分电路的U-I图像有何区别及联系?


答:电动势表明在闭合电路中通过1C电量时,电源把多少其它形式的能转化为电能,因而是动势表征电源把其它形式的能转化为电能的特性的物理量;在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。


闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。公式为I=E/(R r),I表示电路中电流,E表示电动势,R表示外总电阻,r表示电池内阻。常用的变形式有E=I (R r);E=U U;U=E-Ir。


U-I图像的斜率可以表示的是电阻,同时当电流为0时,可以找到电源电压。当然,有包括I-U图等各种图像,遇到这些问题的时候也不要慌,根据图像横纵两轴代表的物理量,列出函数式子,这样的话各种量就会一目了然。


48、电路动态分析题目的解题方法是什么?如何使用总电阻变化——总电流变化——内电压——外电压这一流程解题?先干路后支路、电压电流灵活转换说得都是什么意思?在这类题目中,关于滑动变阻器有些什么样的结论?


答:一般说来,动态电路改变都是在局部改变,然后引起整个电路的电压或者电流变化,导致各部分电压或者电流变化。所以,我们分析它的思路是从局部到整体然后再反回局部,或者以此思维循环,直到我们要分析的部分。


总电阻变化——总电流变化——内电压——外电压这一流程是我们用的最多的思路流程,因为题目设置上电源内部电阻默认为是不变化的,所以从外部分析,有整体的电阻变化,引起内阻电压占比变化,相应再分析其他部分的电压和电流等。


在这类题目中,滑动变阻器如果将外电路电阻调整到与内阻一样的大小时,外电路的功率最大。


49、什么是电源的功率、内部消耗功率、输出功率和效率?如何求解电源输出功率最大问题?什么情况下外电路电阻不同但输出功率相同?如何求解定值电阻和可变电阻的功率的极值问题?


答:电源的功率就是电源单位时间内做功的多少,数值上等于电源电动势与电流的乘积。内部消耗功率是电源内阻消耗的功率,输出功率就是电源的功率除去内阻消耗的那部分的功率。也就是外部电路收到的电功率,效率指输出功率与电源功率的比值。


一般来说,根据输出功率的计算式:如图所示,已知电源内阻r,电动势ε,滑动变阻器R调在何处时,电源输出功率最大(R>r)。

分析:由闭合电路欧姆定律知:所以

,∴当即R=r时,输出功率有最大值


结论:当电源的内阻r等于外电路电阻R时,电源输出功率最大。


很明显,这个式子允许在不同的外电路电阻时可能存在同一个输出功率。

当电阻可变时:

如图,已知电源电动势ε,内阻r,外电路电阻和可变电阻R,在R由零增加到最大值的过程中,求:可变电阻上消耗的热功率最大的条件和最大热功率。


分析:根据闭合电路的欧姆定律可得电路中的电流为

所以讨论电阻R上消耗的电功率,因为分母中两项之积为常数,当两项相等时,分母有最小值,即当时,PR

有最大值:

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知识要点:

直线运动牛顿定律曲线运动万有引力机械能静电场恒定电流磁场电磁感应交变电流力学实验高物3-3高物3-5高物3-4电磁场电磁波功与能连接体超重失重分子动理论 热功受力分析


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