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高考物理稳恒电流解题技巧讲解及练习题

一、稳恒电流专项训练

1．如图10所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，相距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中．一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动．质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于倾斜角θ=30°的光滑绝缘斜面上(ad∥MN，bc∥FG，ab∥MG,dc∥FN)，两顶点a、d通过细软导线与导轨P、Q相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直斜面向下，金属框恰好处于静止状态．不计其余电阻和细导线对a、d点的作用力．

（1）通过ad边的电流Iad是多大？

（2）导体杆ef的运动速度v是多大？

【答案】(1)(2)

【解析】

试题分析：(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，

有Iab＝I①

Idc＝I②

金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mg＝B2IabL2＋B2IdcL2③

由①～③，解得Iab＝④

(2)由(1)可得I＝⑤

设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有E＝B1L1v⑥

设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则R＝r⑦

根据闭合电路欧姆定律，有I＝⑧

由⑤～⑧，解得v＝⑨

考点：受力分析，安培力，感应电动势，欧姆定律等．

2．如图所示的电路中，R1＝4Ω，R2＝2Ω，滑动变阻器R3上标有“10Ω，2A”的字样，理想电压表的量程有0～3V和0～15V两挡，理想电流表的量程有0～0.6A和0～3A两挡．闭合开关S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2V和0.5A；继续向右移动滑片P至另一位置，电压表指针指在满偏的，电流表指针也指在满偏的．求电源电动势与内阻的大小．（保留两位有效数字）

【答案】7.0V，2.0Ω．

【解析】

【分析】

根据滑动变阻器的移动可知电流及电压的变化，是可判断所选量程，从而求出电流表的示数；由闭合电路欧姆定律可得出电动势与内阻的两个表达式，联立即可求得电源的电动势．

【详解】

滑片P向右移动的过程中，电流表示数在减小，电压表示数在增大，由此可以确定电流表量程选取的是0～0.6A，电压表量程选取的是0～15V，所以第二次电流表的示数为×0.6A＝0.2A，电压表的示数为×15V＝5V

当电流表示数为0.5A时，R1两端的电压为U1＝I1R1＝0.5×4V＝2V

回路的总电流为I总＝I1+＝0.5+A＝1.5A

由闭合电路欧姆定律得E＝I总r+U1+U3，

即E＝1.5r+2+2①

当电流表示数为0.2A时，R1两端的电压为U1′＝I1′R1＝0.2×4V＝0.8V

回路的总电流为I总′＝I1′+＝0.2+A＝0.6A

由闭合电路欧姆定律得E＝I总′r+U1′+U3′，

即E＝0.6r+0.8+5②

联立①②解得E＝7.0V，r＝2.0Ω

【点睛】

本题考查闭合电路的欧姆定律，但解题时要注意先会分析电流及电压的变化，从而根据题间明确所选电表的量程．

3．如下左图所示，R1＝14Ω，R2＝9Ω，当S扳到位置1时，电压表示数为2.8V，当开关S扳到位置2时，电压表示数为2.7V，求电源的电动势和内阻？（电压表为理想电表）

【答案】E=3V,r=1Ω

【解析】试题分析：根据开关S扳到位置1和2时，分别由闭合电路欧姆定律列出含有电动势和内阻的方程，联立组成方程组求解．

解：根据闭合电路欧姆定律，可列出方程组：

当开关S扳到位置1时，E=U1+I1r=U1+

当开关S扳到位置2时，E=U2+I2r=U2+

代入解得：E=3V，r=1Ω

答：电源的电动势和内阻分别为3V和1Ω．

【点评】本题提供了一种测量电源的电动势和内阻的方法，可以用电阻箱代替两个定值电阻，即由电压表和电阻箱并连接在电源上，测量电源的电动势和内阻，此法简称伏阻法．

4．如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=lΩ，当接入固定电阻R=3Ω时，电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻RD=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求：

（1）流过灯泡的电流

（2）固定电阻的发热功率

（3）电动机输出的机械功率

【答案】（1）2A（2）7V（3）12W

【解析】

（1）接通电路后，小灯泡正常工作，由灯泡上的额定电压U和额定功率P的数值

可得流过灯泡的电流为：=2A

（2）根据热功率公式，可得固定电阻的发热功率：=12W

（3）根据闭合电路欧姆定律，可知电动机两端的电压：=9V

电动机消耗的功率：=18W

一部分是线圈内阻的发热功率：=4W

另一部分转换为机械功率输出，则=14W

【点睛】（1）由灯泡正常发光，可以求出灯泡中的电流；（2）知道电阻中流过的电流，就可利用热功率方程，求