高中物理易错题分类汇编 稳恒电流

高中物理易错题分类汇编 稳恒电流内容摘要：

1、第 9 单元稳恒电流内容和方法本单元内容包括电流、产生持续电流的条件、电阻、电压、电动势、内电阻、路端电压、电功、电功率等基本概念，以及电阻串并联的特点、欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、串联电路的分压作用、并联电路的分流作用等规律。 本单元涉及到的基本方法有运用电路分析法画出等效电路图，掌握电路在不同连接方式下结构特点，进而分析能量分配关系是最重要的方法；注意理想化模型与非理想化模型的区别与联系；熟练运用逻辑推理方法，分析局部电路与整体电路的关系例题分析在本单元知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：不对电路进行分析就照搬旧的解题套路乱套公式；逻辑推理时没有逐步展开，企图 2、走“捷径” ；造成思维“短路” ；对含有电容器的问题忽略了动态变化过程的分析。 例 1 如图 91 所示， 1=3V，r 1= 1=行板电容器的两板距离d=1电键 K 接通时极板中的一个质量 m=410量为 q=0带电微粒恰好处于静止状态。 求：（1）K 断开后，微粒向什么方向运动，加速度多大。 （2）若电容为 1000 断开后，有多少电量的电荷流过 错解分析】错解： 当电键 K 接通电路稳定时、电源 1 和 2 都给电容器极板充电，所以充电电压 U= 1+ 2。 带电粒子处于平衡状态，则所受合力为零，F 0 2=U 1=1(v)当电键 K 断开后，电容器上只有电源 给它充电，U= 2。 即带电粒子将以 3、 加速度向下做匀加速运动。 又 U=10310=4109 10 310110 =Q Q=3 1010即 K 断开后，有电量为 310电荷从 下至上流过。 在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意，在与电容器串联的电路中没有电流，所以电阻不起降低电压作用(如 但电池、电容两端可能出现电势差，如果电容器与电路并联，电路中有电流通过。 电容器两端的充电电压不是电源电动势 ，而是路端电压 U。 【正确解答】(1)当 K 接通电路稳定时，等效电路图如图 92 所示。 1、r 1 和 成闭合回路，A ，B 两点间的电压为：电容器中带电粒子处于平衡状态，则所受合力为零，F在 B，R 2， 2，C ，A 支路中没 4、有电流， 端等势将其简化，U 2= 2=UU 断开电路再次达到稳定后，回路中无电流电路结构为图 93 所示。 电容器两端电压 U= 2=加速度向下做匀加速运动。 (2)K 接通时，电容器带电量为 Q=1开时，电容器带电量为 Q=0 )QQQ=100)的电子从 下至上流过。 【小结】 本题考查学生对电容器充放电物理过程定性了解程度，以及对充电完毕后电容所在支路的电流电压状态是否清楚。 学生应该知道电容器充电时，随着电容器内部电场的建立，充电电流会越来越小，电容器两极板间电压(电势差) 越来越大。 当电容器两端电压与电容器所并联支路电压相等时充电过程结束，此时电容器所在的支路电流为零。 根据这个特点学生应该会 5、用等势的方法将两端等势的电阻简化，画出等效电路图，如本题中的图 92，图 93，进而用电路知识解决问题。 例 2 如图 94 所示，电源电动势 =9V，内电阻 r=阻 2= 3= 4=容 C=电键 K 由 a 与接触到与 3 的电量是多少。 【错解分析】错解：K 接 a 时，由图 9知流过 电量为Q=Q CQ C=310 6 (C)没有对电容器的充电放电过程做深入分析。 图 95 图中电容器的上极板的电势高，图96 中电容器的下极板的电势高。 电容器经历了先放电后充电的过程。 经过 电量应是两次充电电量之和。 【正确解答】K 接 a 时，由图 95 可知此时电容器带电量 10)K 接 b 时，由图 96 6、可知此时电容器带电量 Q C=0)流过 电量为Q=Q CQ C=05 (C)【小结】 对于电容电量变化的问题，还要注意极板电性的正负。 要分析清电容器两端的电势高低，分析全过程电势变化。 例 3 如图 97 所示的电路中已知电源电动势 =36V，内电阻 r=2，R 1=20，每盏灯额定功率都是 2W，额定电压也相同。 当 K 闭合调到 4 时，两灯都正常发光；当K 断开后为使 正常发光，求 调到何值。 【错解分析】错解：设所求电阻 R 2，当灯 正常发光时，即通过灯的电流达额定电流 I。 分析电路时应注意哪些是恒量，哪些是变量。 图 910 电路中电源电动势 是恒量，灯 常发光时，加在灯两端电压和通过每个 7、灯的电流是额定的。 错解中对电键 路结构差异没有具体分析，此时随灯所在支路电流强度不变，两种情况干路电流强度是不同的，错误地将干路电流强度认为不变，导致了错误的结果。 【正确解答】解法一：设所求阻值 R 2，当灯 常发光时，加在灯两端电压力额定电压 K 闭合时， 1=1(R1+r+ K 断开时， 2=2(R1+r+R 2)，又 1= 2= I 1=2I，(I 为额定电流)得 = U L2I(R 1rR 2) =U LI(R 1rR 2) I(R 1r2R 2)=0 但 I0，R 1+r2R 2=R 2 即 R 2=20+2+214=50解法二：设所求阻值 R 2，当灯 常发光时，加在灯两端电压为额 8、定电压串联电路电压分析可得：【小结】 电路中的局部电路(开关的通断、变阻器的阻值变化等) 发生变化必然会引起干路电流的变化，进而引起局部电流电压的变化。 应当牢记当电路发生变化后要对电路重新进行分析例 4 如图 98 所示电路，已知电源电动势 =内电阻 r=定电阻，R 2=3，R 3 是阻值为 5 的滑动变阻器。 按下电键 K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。 【错解分析】错解：将滑动触头滑至左端，R 3 与 联再与 联，外电阻再将滑动触头滑至右端 联再与 联，外电阻由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用（滑动变阻器与用电器串联）当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小。 以至给人 9、以一种思维定势：不分具体电路，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小。 【正确解答】将图 91 化简成图 99。 外电路的结构是 R与 联、 （R 3与 联，然后这两串电阻并联。 要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大。 设 与 联的那部分电阻为 R，外电阻 R 为因为，两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小。 当 =R 1+，R 最大，解得因为 R 2=3，所以当变阻器滑动到靠近 点时两部分电阻差值最大。 此时刻外电阻 R 最小。 通过电源的电流范围是 3A。 【小结】 不同的电路结构对应着不同的能量分配状态。 电路分析的重要性 10、有如力学中的受力分析。 画出不同状态下的电路图，运用电阻串并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是解电路的首要工作。 例 5 在如图 910 所示电路中，R 1=390,R 2=230，电源内电阻 r=50，当 K 合在1 时，电压表的读数为 80V；当 K 合在 2 时，电压表的读数为 2V，电流表的读数为：（1）电源的电动势（2）当 K 合在 3 时，两电表的读数。 【错解分析】错解：（1）因为外电路开路时，电源的路端电压等于电源的电动势，所以 =U 断 =80V；上述解答有一个错误的“替代假设”：电路中的电流表、电压表都是理想的电表。 事实上，问题并非如此简单。 如果进一步分析 K 合在 2 11、时的情况就会发现矛盾：90=）80V ，这就表明，电路中的电流表和电压表并非理想的电表。 【正确解答】（1）由题意无法判断电压表、电流表是理想电表。 设 v 分别为电流表、电压表的内阻，R为电流表与电阻器 联后的电阻，R为电流表与电阻器 联的电阻。 则 K 合在 2 时：由上述两式解得：R 1= 400，=90V【小结】 本题告诉我们，有些题目的已知条件隐藏得很深。 仅从文字的表面是看不出来的。 只好通过试算的方法判断。 判断无误再继续进行解题。 例 6 在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施可行的是( )A、剪去一半的电阻丝B、并联一根相同的电阻丝C、串联一根 12、相同的电阻丝D、使电热器两端的电压增大一任【错解分析】错解：为原来的一半，所以选 A、B。 忽略了每根电阻丝都有一定的额定功率这一隐含条件。 【正确解答】将电阻丝剪去一半后，其额定功率减小一半，虽然这样做在理论上满足使热量增加一倍的要求，但由于此时电阻丝实际功率远远大于额定功率，因此电阻丝将被烧坏。 故只能选 B。 【小结】 考试题与生产、生活问题相结合是今后考试题的出题方向。 本题除了需要满足电流、电压条件之外，还必须满足功率条件：不能超过用电器的额定功率。 例 7 如图 911 所示，电源电压保持不变，变阻器 最大值大于 阻值，在滑片 P 自右向左滑动过程中，R 1 的电功率如何变化。 【错解分析】错解 13、：采用“端值法” ，当 P 移至最左端时，R 10，则 耗的电功率变为 0，由此可知，当滑片 P 自右向左滑动过程中，R 1 的电功率是变小的。 题中 2，所以用端值法只假设 是不够的。 【正确解答】因此，在这两种情况时，R 1 的电功率都是 2/4R，且不难看出，R L 与 值越大，小于 R。 综上所述，本题答案应是滑片 P 自右向左移动时，R L 的电功率逐渐变大；当 2 时电功率最大；继续沿此方向移动 P 时，R 1 的电功率逐渐变小。 【小结】 电路中某电阻消耗的功率，不止是由本身电阻决定，还应由电路的结构和描述电路的各个物理量决定。 求功率的公式中出现二次函数，二次函数的变化不一定单调变化的，所以在求解这一类问题时，千万要作定量计算或者运用图像进行分析。 例 8 如图 912 所示电路，当电键 K 依次接 a 和 b 的位置时，在(1)R 1R 2(2) 2(3) 2 三种情况时，R 1、R 2 上消耗的电功率哪个大。 【错解分析】错解：(l)根据 P=知，当 2 时，P 1P 2；当 2 时，P 1= 2 时，P 1P 2。 当 2 时，P 1P 2；当 2 时，P 1= ，P 1P 2。 错误在于认为电路改变时其路端电压保持不变，U 1=该分析当电键 K 接不同位置时，电路的结构不同，电路结构改变但 ，r 不变。 【正确解答。