1、一、主干知识成体系 第三章 恒定电流 二、迁移交汇辨析清(一)电路的分析与计算 1复杂电路的简化方法(1)无电流的支路简化时可去掉。(2)两等势点间的电阻可省去或视为短路。(3)理想导线可长可短。(4)节点沿理想导线可任意移动，但不得越过电源、用电器等。(5)理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路。(6)电路电压稳定时，电容器可认为是断路。(7)在画等效电路图时，先将电压表、电流表摘除，等画好等效电路图后再补到相应的位置，这样可避免电表带来的干扰。2电路分析与计算的解题思路(1)明确各电路元件的串、并联关系以及电流表、电压表测量的对象，分析电路结构。(2)根据题目已知条件确定是从电路的整体
2、还是从某一部分电路入手进行分析，要从串、并联电路的特点出发找出各段电路之间的电流、电压关系，选用相应规律或公式建立方程。(3)注意接在电路中的电流表和电压表是否是理想电表，如果是非理想电表，则应注意其内阻的大小；电容器在恒定电流电路中只有在电路接通和断开瞬间才有充、放电电流，当电路稳定后相当于阻值无限大的电阻(考虑为不漏电的理想电容器)，使这部分电路断路，在简化电路时可把含电容器的支路去掉，若要求计算电容器的带电荷量，再在相应位置补上该电容器。典例1 如图所示，R16，R26，R33，R43。求当开关S断开和开关S闭合时，电流表的示数。解析：先用电流分支法将电路图进行简化，第一支线：由 A 经
3、电阻 R1 到 B；第二支线：由 A 经电阻 R2 到 C 再到 B；第三支线：由 A 经电阻 R3 到 D 再经 R4 到 B。以上三条支路并联，且在 C、D 间接有开关 S，简化图如图所示。当开关 S 断开时电路中 R3 与 R4 串联再与 R1、R2 并联，由串并联电路规律可知 IUR1UR2UR3R43 A，当开关 S 闭合时 R4 被短路，R2、R3、R1 并联，IUR1UR2UR34 A。答案：3 A 4 A(二)滑动变阻器的分压式和限流式接法 两种接法限流接法分压接法电路图(图中 R 为负载电阻，R0 为滑动变阻器)闭合开关前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的
4、阻值最大滑片在最左端，即开始时 R 上得到的电压为零负载两端的电压调节范围RR0RUU0U通过负载的电流调节范围UR0RUR0UR典例2 一只小灯泡标有“3 V 0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻。电源电动势为12 V，内阻为1；最大阻值为5 的滑动变阻器；电流表的内阻为1；电压表的内阻为10k；开关一个、导线若干。(1)在 设 计 电 路 的 过 程 中，为 了 尽 量 减 小 实 验 误 差，电 流 表 应 采 用_(选填“内接”或“外接”)法。滑动变阻器应采用_(选填“分压式”或“限流式”)接法。(2)在实线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)。
5、解析：(1)因小灯泡正常工作时的电阻约为 RxU2P 15，而电流表、电压表的内阻分别为 1 和 10 k，满足 RVRx，电流表应采用外接法；实验中因小灯泡两端电压只需 3 V，而电源电动势为 12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法。(2)电路图如图所示。答案：(1)外接 分压式(2)见解析图 微点拨 分压和限流电路的选择原则(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，此时，则必须选用分压式电路。(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑
6、动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分压式电路。(3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低。三、创新应用提素养(一)在科技与生活中的应用 1(2021茂名测试)磁悬浮列车需要很强的磁场，因此线圈中的电流将非常大。用超导材料做磁悬浮线圈主要是因为()A超导线圈强度大 B只有超导线圈才能产生强磁场 C低于临界温度时，超导线圈无电阻不发热 D低于临界温度时，超导线圈有电阻但不发热 解析：线圈强度与是否是超导体无关，故A错误；只要电流大就能产生强磁场，故B错
7、误；达到临界温度时，超导体电阻变为零，根据QI2Rt可知，产生热量为零，减小能量损耗，超导材料做磁悬浮线圈正是用了超导体的这一特性，故C正确，D错误。答案：C 2小明家安装一路专线为额定功率1.5 kW的空调供电，用去的铜导线长50 m，横截面积2.5 mm2，已知铜的电阻率为1.7108 m，如果空调能够正常工作，这段导线上损失的电压最接近()A1.2 VB2.3 V C12 VD23 V 解析：由 PUI 得工作电流为 IPU1 500220A6.82 A，根据电阻定律得到导线的电阻为 RlS1.7108502.51060.34，则正常工作时在这段导线上损失的电压 UIR6.820.34
8、V2.3 V，故 B 正确，A、C、D 错误。答案：B 3一照明灯泡电路如图所示，开关S闭合后，电灯不亮，但用测电笔测试a点和b点均见氖管发光。电灯不亮可能的原因是()A电厂停电 B灯丝断了 C供电线路某处零线断路 D供电线路某处火线断路 解析：家庭电路的两根线分别是火线和零线，测电笔和火线接触时，氖管会发光，接触零线时，氖管不会发光；接通开关后，测电笔测试a、b两点氖管都会发光，说明火线正常，并且灯泡也正常，故只有供电线某处零线断路，C正确。答案：C(二)实验创新应用 4(2021重庆联考)某同学为了测量一段电阻丝AB的电阻率做了以下实验。(1)首先利用螺旋测微器测量电阻丝的直径d。转动旋钮
9、使测微螺杆与测砧接触时，示数如图1所示，将电阻丝置于测微螺杆与测砧间正确测量时，示数如图2所示，则电阻丝的直径d_ mm。(2)该同学设计了如图 3 所示的电路。已知滑片 P 与电阻丝接触良好，其他连接导线电阻不计。现有以下器材：A待测电阻丝 ABB电源(已知电压为 E，内阻不计)C电流表 AD阻值为 R 的定值电阻E毫米刻度尺F开关 S，导线若干连接好电路，闭合开关 S，调节滑片 P 的位置，测出电阻丝 AP 的长度 x 和电流表的读数 I；改变 P 的位置，共测得多组 x 与 I 的值。根据测出的 I 的值，计算出1I的值，并根据这些数据点作出1I-x图像如图 4 所示。由1I-x 图像可
10、得电阻丝电阻率 _，并可测得电流表 A的内阻 RA_。(均用题给符号表示)解析：(1)由题图 1 所示可知，螺旋测微器的误差为 011.50.01 mm0.115 mm，由题图 2 所示螺旋测微器可知，其示数为 0.5 mm37.00.01 mm0.870 mm，则金属丝的直径 d0.870 mm0.115 mm0.755 mm。(2)根据电阻定律，有 RxxS xd22，由闭合电路的欧姆定律：EIRRAxS，即1IRRAE ESx，则由图像可得RRAEa；ESbac，则 RAaER；解得baSEcbad2E4c。答案：(1)0.755(0.7540.756 均正确)(2)bad2E4c aE
11、R5(2021广东汕头检测)二极管具有单向导电性，电路符号是“”。实验小组想通过实验描绘某种型号的二极管正向导通时的伏安特性曲线，并从这种型号二极管说明书上得到其伏安特性曲线如图甲所示。(1)根据实验室中已有如下的实验仪器，设计了如图乙所示的电路图。A干电池两节(每节电压约 1.5 V)；B待测二极管；C电流表(量程40 mA，内阻约几欧)；D电流表(量程5 mA，内阻RA20)；E滑动变阻器(阻值范围为010)；F电阻箱(最大阻值为999)；G导线、开关若干。则图乙中电流表A1应选择_，电流表A2应选择_。(填仪器前的字母)(2)若电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电阻箱的阻值为R1，则此时二极管的电阻Rx 的表达式为Rx_。(3)将电阻箱的阻值调至_欧时，电流表A1恰好半偏，此时二极管的电压为1 V。解析：(1)电流表 A1 要与电阻箱串联构成电压表，则 A1 要用已知内阻的电流表D；电流表 A2 应选择 C。(2)根据电路图可知二极管的电阻 Rx 的表达式为 RxI1RAR1I2I1。(3)当电流表 A1 恰好半偏时，此时二极管的电压为 1 V，此时电阻箱的电阻R U12IgRA12.5103 20 380。答案：(1)D C(2)I1RAR1I2I1(3)380