總結歸納出亮點，恒定電流巧解題

◇ 江蘇 吳正飛

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總結歸納出亮點，恒定電流巧解題

◇ 江蘇 吳正飛

在歷年高考中,恒定電流都是必考內(nèi)容,其重要意義可見一斑．綜觀歷年各地高考試卷,我們會發(fā)現(xiàn),其實對物理知識的考查都是有規(guī)律可尋的,恒定電流部分也不例外，細化分析,可總結為以下7大類型: 1) 簡單電路分析; 2) 含電容器的電路分析; 3) 非純電阻電路分析; 4) 電路的動態(tài)分析; 5) 電路故障分析; 6) 圖象問題; 7) 電表的改裝．

仔細分析可見,類型1)～5)都屬于電路分析范疇;類型6)和7)看似是2個,但其實都可以劃歸到實驗題類型中．因此我們可以說,高考對恒定電流的考查大致包括電路分析和實驗操作2個板塊．

抽象分析不如實戰(zhàn)演練,接下來,我們就以2016年高考真題為例,對恒定電流知識板塊進行探究．

圖1

例1(江蘇卷) 如圖1的電路中,電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2Ω,4個電阻的阻值已在圖中標出.閉合開關S,下列說法正確的有( ).

A路端電壓為10V;

B電源的總功率為10W;

Ca、b間電壓的大小為5V;

Da、b間用導線連接后,電路的總電流為1A

解析根據(jù)題意可以求出外電路的總電阻為10 Ω,電源的內(nèi)阻為2 Ω,所以回路的總電阻為12 Ω.干路電流可根據(jù)歐姆定律求出,即I=E/R=1 A,路端電壓為U外=IR外,代入量值可得U外=10 V,故選項A正確;通過上面所求數(shù)據(jù),可求出電源的總功率為12 W,故選項B錯誤;流過a、b的電流可根據(jù)并聯(lián)電路的特點求出,Ia=Ib=0.5 A,所以Uba=0.5×(15-5) V=5 V,故選項C正確;當把a、b2點用導線連接后,求出外電路電阻為7.5 Ω,加上電源的內(nèi)阻可得回路總電阻為9.5 Ω,所以選項D錯誤．正確選項為A、C．

點評串并聯(lián)電路電阻的求解和全電路歐姆定律是高考中最常見的考點,而且?guī)缀趺磕昊騿为毭}或與其他考點綜合命題,都會考到．解答這類問題的關鍵是要理清電路結構,分清串并聯(lián)關系．

圖2

例2(上海卷) 在如圖2所示電路中,電源內(nèi)阻忽略不計．閉合開關,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I. 在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中( ).

AU先變大后變小;

BI先變小后變大;

CU與I比值先變大后變小;

DU變化量與I變化量比值等于R3

解析由串并聯(lián)關系可知,電壓表測量的是外電路的電壓,因為電源的內(nèi)阻忽略不計,故電壓表示數(shù)不變,選項A錯誤;當滑動變阻器的滑動片從a滑向b時,接入電路的電阻值先增大后減小,電源電動勢不變,所以電流表的示數(shù)先減小后增大,選項B正確;根據(jù)上面2項的分析,可知U與I比值先變大后變小,故選項C正確;由于自始至終電壓表示數(shù)不變,所以U變化量與I變化量比值等于0,選項D錯誤．正確選項為B、C．

點評對于動態(tài)電路分析類試題,要抓住關鍵點: 1) 準確判斷出電流表和電壓表測量的是哪一部分的量值; 2) 準確判斷滑動變阻器的接入方式,并知道隨著滑片的變動會對哪部分電路產(chǎn)生何種影響; 3) 根據(jù)歐姆定律列式求解．另外,一定要注意電源的內(nèi)阻在題目中的考慮與否．

例3(北京卷) 某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻,他們提出的實驗方案中有如下4種器材組合．為使實驗結果盡可能準確,最不可取的一組器材是( ).

A 1個電流表、1個電壓表和1個滑動變阻器;

B 1個電壓表和多個定值電阻;

C 1個電流表和1個電阻箱;

D 2個電流表和1個滑動變阻器

點評本題涉及實驗操作,屬于實驗類考題中最簡單的考查方式．雖然簡單,但是4個選項依然針對“閉合回路歐姆定律的應用”進行了全面的考查,只有熟悉閉合電路歐姆定律所有推導公式和測定干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗原理,才能快速準確解題．

例4(天津卷) 某同學想要描繪標有“3.8V,0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線,要求測量數(shù)據(jù)盡量精確，繪制曲線完整.可供該同學選用的器材除了開關、導線外,還有:電壓表○V1(量程0～3V,內(nèi)阻等于3kΩ);電壓表○V2(量程0～15V,內(nèi)阻等于15kΩ);電流表○A1(量程0～200mA,內(nèi)阻等于10Ω);電流表○A2(量程0～3A,內(nèi)阻等于0.1Ω); 滑動變阻器R1(0～10Ω,額定電流2A);滑動變阻器R2(0～1kΩ,額定電流0.5A);定值電阻R3(阻值等于1Ω);定值電阻R4(阻值等于10Ω);定值電阻R5(阻值等于1kΩ);電源E(E=6 V,內(nèi)阻不計)．

(1) 請畫出實驗電路圖,并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁.

(2) 該同學描繪出的I-U圖象應是圖中的____.

圖3

解析(1) 電流表和電壓表都需要改裝才能滿足實驗要求．故可將○A1與R4并聯(lián),改裝成量程為0～0.4 A的電流表;將○V1和R5串聯(lián),改裝成量程為0～4 V的電壓表．由于待測小燈泡的電阻很小,故電流表采用外接法．設計出的實驗電路圖如圖3所示．

(2)I-U圖象的斜率是電阻的倒數(shù),因為隨著溫度的升高小燈泡的電阻變大,所以選項B正確．

點評本題是對電表改裝的一個典型考查．解決此類問題,必須先明確改裝原理,即電表與電阻的串并聯(lián)關系,然后分析儀器，明確電表量程,最后按照安全性原則進行改裝．

總之,考點就在那里,只需要我們認真學習和靈活運用,就能將成績快速提高．

江蘇省如東高級中學)