恒定电流典型例题

1、三、典型例题1在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C，向左迁移的负离子所带的电量为3 C求电解槽中电流强度的大小。解：电解槽中电流强度的大小应为IA0.5 A2 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1n2=_。L4L质子源v1 v2解：按定义，由于各处电流相同，设

2、这段长度为l，其中的质子数为n个，则由。而3 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U 解：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选A。4 某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时

3、电动机的机械功率是多大？解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为P电=U2I2=36W，内部消耗的热功率P热=5W，所以机械功率P=31W5.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流强度为1 A，若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（A）A.4 AB.2 A C.AD.A6.如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U，则.（D）通过两段导体的电流相等两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电

4、压U2细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度A.B. C.D.7.家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件，PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度t的关系如图所示.由于这种特性，PCT元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是(AD)A.通电后，其电功率先增大后减小 B.通电后，其电功率先减小后增大C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2间的某一值不变三、典型例题1 已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。解：本题解法很多，注意灵活、巧妙

5、。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I1I2I3=123；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2，因此电压之比是U1U2U3=112；在此基础上利用P=UI，得P1P2P3=1262 已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. 解：A、C两图中灯泡不能正常发光。B、D中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同，因此

6、消耗的电功率一定相等。可以直接看出：B图总功率为200W，D图总功率为320W，所以选B。3 实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律，其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3。现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V的电源上。求：（1）当串联的可变电阻器阻值R多大时，电路中的电流为0.16A？（2）当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5？6VU1 U2解：画出示意图如右。（1）由I =kU 3和I=0.16A，可求得棒两端电压为2V，因此变阻器两端电压为4V，由

7、欧姆定律得阻值为25。（2）由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，棒两端电压为1V，由I =kU3得电流为0.02A，变阻器两端电压为5V，因此电阻为250。rRa bSRxUorE4 左图为分压器接法电路图，电源电动势为E，内阻不计，变阻器总电阻为r。闭合电键S后，负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线 A. B. C. D.解：当Rx增大时，左半部分总电阻增大，右半部分电阻减小，所以R两端的电压U应增大，排除；如果没有并联R，电压均匀增大，图线将是；实际上并联了R，对应于同一个Rx值，左半部分分得的电压将比原来小了，所以

8、正确，选C。R1 R3R2ECA B BC C C5 已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1CA U BR1 R2R3 R4+ P解：由于稳定后电容器相当于断路，因此R3上无电流，电容器相当于和R2并联。只有增大R2或减小R1才能增大电容器C两端的电压，从而增大其带电量。改变R3不能改变电容器的带电量。因此选BD。6已知如图，R1=30，R2=15，R3=20，AB间电压U=6V，A端为正C=2F，为使电容器带电量达到Q =2×10- 6C，应将R4的阻值调节到多大？解：由于R1 和R2串联分压，可知

9、R1两端电压一定为4V，由电容器的电容知：为使C的带电量为2×10-6C，其两端电压必须为1V，所以R3的电压可以为3V或5V。因此R4应调节到20或4。两次电容器上极板分别带负电和正电。还可以得出：当R4由20逐渐减小的到4的全过程中，通过图中P点的电荷量应该是4×10-6C，电流方向为向下。7如图所示的电路中，4个电阻的阻值均为R，E为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d.在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m，电量为q的带电小球.当电键K闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容

10、器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷.解：由电路图可以看出，因R4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K是否闭合始终等于电阻R3上的电压U3，当K闭合时，设此两极板间电压为U，电源的电动势为E，由分压关系可得UU3E小球处于静止，由平衡条件得mg 当K断开，由R1和R3串联可得电容两极板间电压U为U由得UUUU表明K断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同

11、，由功能关系mgqmv20因小球与下极板碰撞时无机械能损失，设小球碰后电量变为q，由功能关系得qUmgd=0mv2联立上述各式解得qq即小球与下极板碰后电荷符号未变，电量变为原来的.8如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则安培表A1的读数 安培表A2的读数；安培表A1的偏转角 安培表A2的偏转角；伏特表V1的读数 伏特表V2的读数；伏特表V1的偏转角 伏特表V2的偏转角；（填“大于”，“小于”或“等于”）解：大于 等于 大于 等于9某电流表的内阻在0.10.2之间，现要测量其内阻，可选用

12、的器材如下：A待测电流表A1（量程0.6A）； B电压表V1（量程3V，内阻约2k）C电压表V2（量程15V，内阻约10k）；D滑动变阻器R1（最大电阻10）E定值电阻R2（阻值5） F电源E（电动势4V）G电键S及导线若干（1）电压表应选用_；（2）画出实验电路图；（3）如测得电压表的读数为V，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：RA = _。解：本题利用电压表指电压，电流表指电流的功能，根据欧姆定律R=计算电流表的内阻。由于电源电动势为4V， 在量程为15V的电压表中有的刻度没有利用，测量误差较大，因而不能选；量程为3V的电压表其量程虽然小于电源电动势，但可在电路中接入滑动变阻器

13、进行保护，故选用电压表V1。由于电流表的内阻在0.10.2之间，量程为0.6A ，电流表上允许通过的最大电压为0.12V，因而伏特表不能并联在电流表的两端，必须将一个阻值为5的定值电阻R2与电流表串联再接到伏特表上，才满足要求。滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变阻器采用限流的连接方式 。故本题电压表选用V1；设计电路图如图1所示；电流表A1内阻的表达式为： RA =-R2。10用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约5 ，额定功率为1 W）；电流表A1（量程00.6 A，内阻0.2 ）；电流表A2（量程03 A

14、，内阻0.05 ）；电压表V1（量程03 V，内阻3 k）；电压表V2（量程015 V，内阻15 k）；滑动变阻器R0（050 ），蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选_，并画出实验电路图.错解分析：没能据安全性、准确性原则选择A1和V1，忽视了节能、方便的原则，采用了变阻器的分压接法.解题方法与技巧：由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=2.2 V，I=0.45 A.则电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Rx，则电流表必须外接.因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻

15、器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻Rx上的最小电流为Imin=0.11 AI额，故可用限流电路.电路如图所示.三、典型例题E rR2R11已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。解：R2=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6，所以，当R2=6时，R2上消耗的功率最大为1.5W。R1R2R3R4E r2以右图电路为例：试分析当滑动变阻器的滑片向左滑动过程中各电阻中

16、电流、电压如何变化.解析：滑动变阻器的滑片向左滑动过程中，R1增大，总电阻一定增大；由，I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3= I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3 -I2，I1一定减小。2AR1R21S3 如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻R1=10，R2=8当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28A B.0.25AC.0.22A D.0.19A解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A电源的路端电压一定减小，原来

17、路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A所以只能选C。4 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2，下列说法中正确的是 V2V1L1L2L3PA.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.U1<U2D.U1>U2解：滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻蝉联串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。U1减小，U2增大，而路端电压U= U1+ U2减小，所以U1的变化量大

18、于 U2的变化量，选BD。Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im5 如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。解：由图象可知蓄电池的电动势为20V，由斜率关系知外电阻阻值为6。用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2，因此输出功率最大为50W。6将电阻R1和R2分别接到同一电池组的两极时消耗的电功率相同电池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2，

19、电池组内阻消耗的功率分别是P1和P2，电池组的效率分别是1和2，电阻两端的电压分别是U1和U2若已知电流I1I2，则有AR1R2 BU1U2C12 DP1P2【解析】 根据题画出电源及电阻R1、R2的UI图象，由图象不难得出R1R2，U1U2，由P内I2r知，P1P2，12，选项C正确【答案】 C7如图10217所示，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，“8 V，16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R01 ，求：图10217（1）路端电压；（2）电源的总功率；（3）电动机的输出功率【解析】 该题为非纯电阻电路设干路总电流为I，则810I×0.5得I4 A，故P总EI4

20、0 W又ILA2 A，故IMIIL2 A，PM总8×2 W1 W，PM出1 W22×1 W12 W【答案】 （1）8 V（2）40 W（3）12 W8如图10219所示，电阻R34 ，电表为理想表开始时R1、R2、R3中都有电流通过，电压表示数为2 V，电流表示数为0.75 A后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为3.2 V，电流表示数变为0.8 A图10219（1）哪个电阻断路？（2）求电阻R1、R2的阻值各为多少？（3）电源电动势和内阻各为多少？【解析】 （1）由于电流表A、电压表V的示数都不为零，所以断路的电阻为R1（2）R1断后，电压表V的示数即为R2两端电

21、压所以 R24 R1断路前R2两端电压U2I2R20.75×4 V3 VR3两端电压U3U2U1（32） V1 V由串联电阻的分压特点所以 R1×4 8 通过R1、R3的电流 I1A0.25 A（3）R1断路前EU2（I1I2）r0.75×4（0.750.25）rR1断路后EU2I2r3.20.8r联立以上两式得E4 V，r1 【答案】 （1）R1；（2）8 ；4；（3）4 V；1 9如图10220所示，变阻器R2的最大电阻是10 ，R35 ，电源的内电阻r1 ，当电键S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16 W，电源的输出功率为12 W此时电灯R1正

22、常发光，求：图10220（1）电灯阻值R1是多少?（设R1阻值恒不变）（2）当电键S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少?【解析】 （1）电源内阻消耗的功率P内P总P出4 W电源I2 A外电路总电阻为 6 由串、并联知识得 R12.5 （2）S断开时，要使电灯R1正常发光，电流仍为I1A0.8 A由闭合电路欧姆定律得：I1即0.8所以R26.5 故变阻器改变了1.5 【答案】 （1）2.5 ；（2）1.5 10如10221所示电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 ，R1、R2、R3、R4的电阻均为3 ，（1）若在a、b两点间接上理想的电压表，其示数多大？（2）若在a、b两点间接上

23、理想的电流表，其示数又是多大？图10221【解析】 理想电压表其内阻RV，即a、b间是断路的电压表的示数由R2、R4两端电压确定；理想电流表其内阻RA0，即a、b间相当于导线连通，此时电流表的示数由流过R2、R3的电流确定弄清电路的结构，由闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律便可得出两表的示数（1）若在a、b两点间接上理想的电压表，测得的是R2和R4之间的电压，外电路总电阻为R，RR45 电路中的总电流为I，I1 A流过R2中的电流为I2，I2A所以，电压表的示数UIR4I2R24 V（2）当a、b两点间接上理想电流表，则电路变为R2和R4并联后与R1串联，然后再与R3并联，此时外电路的总电阻为

24、R，R（R1）R3/（R1R3）1.8 电路中的总电流为IIA电流表测得的是通过R2和R3的电流，R2、R4、R1组成的支路的电阻R04.5 ，故该支路中的电流I1A，流过R4的电流为，所以通过电流表的电流IAI1.71 A【答案】 （1）4 V；（2）1.71 A11如图10222所示，电源电动势为4 V，电阻R14 ，R22 ，R310 ，R46 ，已知电流表的示数为0.3 A，求图10222（1）电压表V1的示数是多大？（2）电压表V2的示数是多大？（3）电源的内电阻r是多大？【解析】 题中是理想电表，故电压表V略去即可（看作“断路”），电流表A处用导线替代（看作“短路”），则外电路结构

25、一目了然（1）R1两端的电压U1I1R10.3×4 V1.2 V在R2、R3串联电路中，V1的示数为U1V1.0 V（2）电压表V2的示数等于U1与的电压之和，通过R2、R3上的电流为I2A0.10 A干路中的电流II1I20.3 A0.10 A0.40 A，电阻R4两端的电压U4IR40.40×6 V2.4 V电压表V2的示数U2U1U41.2 V2.4 V3.6 V（3）由闭合电路的欧姆定律EUIr，可求得电池组的内电阻r1 【答案】 （1）1.0 V；（2）3.6 V；（3）1 12 如图所示，黑盒有四个接线柱，内有4只阻值均为6的电阻，每只电阻都直接与接线柱相连。测

26、得Rab=6，Rac=Rad=10。Rbc=Rbd=Rcd=4，试画出黑盒内的电路。a cb da cb d解：由于最小电阻是Rbc=Rbd=Rcd=4，只有2只6串联后再与1只6并联才能出现4，因此bc、cd 、db间应各接1只电阻。再于ab间接1只电阻，结论正合适。R1R21056VFabc13在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是：A直流10V挡； B直流0.5A挡；C直流2.5V挡； D欧姆挡。解析：根据题给条件，首先判定