高中物理：《恒定电流》考点分析

1．串并联及电路设计问题

例1 两个用电器的额定电压都是6V，额定电流分别为0.1A和0.3A。（1）把这两个用电器并联后接在电压为8V的电路中，要使它们正常工作，应附加多大的电阻？怎样连接？该电阻的功率至少需多大？（2）如果把它们串联后接在12V的电路上，要使它们正常工作，应该怎样做？

解析 （1）两个用电器的额定电压都是在6V，并联后接入6V的电路能正常工作，而今电路的电压是8V，大于6V，故应串联一个分压电阻，使其分担2V的电压，这个附加电阻通过的电流，应等于通过两个用电器的电流之和，线路连接如图1所示。

即应串联一个5Ω的电阻，其功率为

P_x≥

（2）由于两个用电器的额定电流不同，所以不能把它们简单的串联在电路中。如果把它们串联后接入12V电路中，且使通过第二个用电器的电流为0.3A（这时第二个用电器两端的电压等于6V），就必须在第一个用电器两端并联一个分流电阻R_x，使其分去（0.3-0.1）A的电流，如图2所示，要使两个用电器都能正常工作，R_x的阻值和功率分别为：

P_x≥

2．动态电路的分析问题

例2 如图3所示的电路中，定值电阻R₃的阻值小于滑动变阻器的最大阻值。现在使滑动变阻器的滑片从a端滑到b端，则在滑动过程中，两电压表的变化情况是（ ）

A．两表示数都变大

B．两表示数都变小

C．V₁示数先变大后变小

D．V₂示数一直变小

解析 设触头下部的电阻为R_x，则触头上部的电阻为R₂-R_x。当触头由a向b滑动时，

，而

，由以上二式可知：当

时，R_并最大，U₁最大。所以，在触头从a端滑到b端的过程中，U₁先增大，后减小，即电压表V₁示数先变大后变小，C对；

所以

。

可以看出，随着触头由a端向b端的滑动，U₂将一直减小，即电压表V₂的示数一直变小。

本题正确选项为CD

3．闭合电路的功率问题

例3 如图4所示的电路，电源电动势E恒定，内阻为r=1Ω，定值电阻R₃=5Ω。当电键S断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等，则以下说法正确的是（ ）

A．电阻R₁、R₂可能分别为4Ω、5Ω

B．电阻R₁、R₂可能分别为3Ω、6Ω

C．电键S断开时电压表示数一定大于S闭合时的示数

D．电键S断开和闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表示数变化量大小之比一定等于6Ω

解析 我们把R₃可看成电源内阻的一部分，其等效电源的内阻为r′=r+R₃=6Ω。

电键断开时等效电源的外电阻为

，电键闭合时等效电源的外电阻

，当满足

时，等效电源对ab段供电的功率（即ab段获得的功率）相等，比较可知，选项A正确，B错；

电键断开时的等效电源外电路电阻大于电键闭合时等效电源的外电路电阻，故前者的路端电压（电压表示数）大于后者的路端电压（电压表示数），C对；

电压表的示数变化量大小与电流表示数变化量大小之比等于等效电源的内电阻，即

，故D对。

正确选项为ACD。

点评 研究电，是为了更好、更有效地用电。因此，对于以上三种情况，望同学们要注意区别其不同点，掌握其中规律。

4．含容电路及力电综合问题

例4 如图5所示的电路中，三个电阻的阻值都相同，E为直流电源，其内阻可忽略不计。平行板电容器两极板间的距离为d。在两极板间的中点P处有一个带电质点，当电键K断开时，带电质点恰好保持静止。现把电键K闭合，带电质点就开始运动，设电容器两极板间的电压在极短时间内达到稳定值，不计空气阻力，重力加速度为g，求带电质点首次碰到极板时的速度。

解析 设电源电动势为E，当电键K断开时，电容器两极板间的电压

U=E ①

带电质点保持静止

②

当电键K闭合后，电容器两极板间的电压

③

带电质点向下运动，加速度为a，由牛顿定律得

④

带电质点首次碰到极板时的速度为v，则

v²=2a·

可解得v=

点评 电容器在直流电路中表现为“断路”，但存在充电电流和放电电流。电容器两极间的电势差等于两极所接两点间的电压。

5．电路故障的分析方法

例5 用电压表检查如图6电路中的故障，测得U_ad=5.0V, U_cd=0, U_bc=0, U_ab=5.0V，则此故障可能是（ ）

A．L断路

B. R断路

C．R′断路

D. S断路

解析 用电压表检查电路时，如电压表有示数，则表明电压表跨接的部分断路，由U_ad=U_ab=5.0V，可以判断R断路。答案B