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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。

本文内容由小涵整理编辑!