物理高中电路问题(高中物理电路经典例题)

导语：高中物理解题小技巧（15）——电路中的电势高低判断

电路中的电势高低判断

电路中的电势判断，一般遵循以下两个方法：

1、在内电路（电源电路）沿电流方向电势升高；

2、在外电路，沿电流方向电势降低。

一、 简单电路中各点电势的判断：

电路中各点的电势可以比较大小，如某电阻两端电压是10V，实际就是电阻的一端比另一端电势高10伏，"电压就是电势差"，若要计算电路中某点的电势，则必须选择零电势点，一般我们选择接地点为零电势，但电路中各点电势的高低，与选择的零电势点无关！

例1：电源电动势为6.5V，内阻为1Ω，滑动变阻器R的调节范围为：0——20Ω，R1=12Ω，

R2=8Ω，R3=10Ω,当R的阻值调节在最大值时，闭合电键K，图中各点的电势各为多少？若要使Ua=Ub应将滑动变阻器R的阻值调为多少？

例1

解：当R为最大时，

外电路为，R与R3串联，R1与R2 T串联，然后再并联，

∴ 外电路的总电阻：

R'=30·20/（30+20）Ω

=12Ω

总电流：I=ε/（R'+r）

=6.5/13安

=0.5安

由并联电路的电流分配关系，

那么通过a、b内电路的电流：

Ia=0.2安

Ib=0.3安。

则：Ud=0，（d点接地）

在外电路，沿电流方向电势降低。

Ua=-IaR

=-0.2·20伏

=-4伏。

Ub=-Ib·R1

=-3.6伏。

Uc=-Ia（R+R3）

=-6伏。

若使Ua=Ub，

必须有：R/R3=R1/R2

（根据电压与电阻分配的比例关系）

带入数据可得

∴R=12·10/8Ω=15Ω。

二、与电容器有关的电势问题：

电容器两端电势相等，则所带电量为0，若两端电量不等，所带电量与两端电势差有关，电势差相同，电势的高低有两种情况。

例2：如图所示电路中，电源电动势ε=24伏，电源内阻不计，电容C=12微法，R1=10Ω，

R3=60Ω，R4=20Ω，R5=40Ω，电流计G的示数为零，此时电容所带电量Q=7.2×10∧-5库仑。求电阻R2的阻值。

例2

解：电流计G中无电流：

U2-U5=UC （1）

而UC=Q/C

代入数据得：UC=6伏。（2）

由分压定律：

U2=R2ε/（R1+R2） （3）

U5=R5ε/（R4+R5） （4）

带入数据，

得：R2=110Ω

也可能：U5-U2=UC ，

同理可得：R2=50/7Ω

所以，电阻R2的阻值为110Ω或R2=50/7Ω

注意：结果与R3无关！

三、电磁感应现象中的电势问题：

在电磁感应现象中，因为导体切割磁力线或是磁通量变化而引起感应电动势，电路闭合就形成了电流，这种问题中判断电势的高低要特别注意：

判断的是电源内部问题还是外电路问题，两种情况电势的高低判断方法刚刚相反！

例3：如图，a、b、c为一个由均匀导线制成的直角三角形闭合线框，放在匀强磁场中，从图示位置开始，以bc边为轴，a点向纸外方向转90°角，在这个过程中：

A、线框内感生电流方向是abca，整个线框中a点电势最高。

B、线框内感生电流方向是abca，整个线框中b点电势最高。

C、线框内感生电流方向是abca，整个线框中各点电势相等。

D、线框内感生电流方向是acba，整个线框中各点电势相等。

例3

解：从磁通量变化看：

"X"方向磁通量在减少，

由楞次定律：电流方向是abca

从电动势的产生看：

是导线ac切割磁力线产生电动势，

导线ac相当于是电源，

则a相当于正极，c相当于负极。

ac之间是电源内部电路，

abc之间是外电路，

∴a点是电路中电势最高点。

且a、b、c三点电势Ua、Ub、Uc的关系:

Ua ＞Ub ＞Uc

答案选择，A

判断电路中电势的高低，记住两句话，分清内外电路。

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