物理竞赛专题训练(电学).doc

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资源描述

1、等效电阻方法ABCDEFGH1、 如图所示,12个阻值都是R的电阻,组成一立方体框架,试求AC间的电阻RAC 、AB间的电阻RAB与AG间的电阻RAGAB2、如图所示的正方形网格由24个电阻r0=8的电阻丝构成,电池电动势=6.0 V,内电阻不计,求通过电池的电流 3、 如图所示,7个电阻均为R的电阻连接而成,求A、B两点间的电阻。ABAB4、 如图所示的一个无限的平面方格导线网,连接两个结点的导线的电阻为r0,如果将A和B接入电路,求此导线网的等效电阻RAB5、 有一无限大平面导体网络,它有大小相同的正六边形网眼组成,如图所示,所有六边形每边的电阻均为R0,求间位结点a、b间的等效电阻ab6

2、、如图是一个无限大导体网络,它由无数个大小相同的正三角形网眼构成,小三角形每边的电阻均为r,求把该网络中相邻的A、B两点接入电路中时,AB间的电阻RABAB7、试求框架上A、B两点间的电阻RAB此框架是用同种细金属制作的,单位长度的电阻为一连串内接等边三角形的数目可认为趋向无穷,如图所示取AB边长为a,以下每个三角形的边长依次减少一半BA8、如图所示是由电阻丝连接成的无限电阻网络,已知每一段电阻丝的电阻均为r,试求A、B两点之间的总电阻AB恒定电流一、选择题1、一根均匀导线,现将它均匀地拉长,使导线的直径减小为原来的一半,此时它的电阻值为64,则导线原来的电阻值为()A、128B、32C、4D

3、、22、关于电动势的概念,以下说法正确的是:()A、电源电动势等于电源没有接入电路时,两极间的电压,因此,当电源接入电路时,电动势将发生变化。B、无论负载电阻(接在电源两端的用电器的电阻)如何变化,电源内电压与负载电流之比总保持一个常数;C、流过外电路的电流越大时,路端电压越小;D、路端电压为零时,根据欧姆定律 I = U/R,流过外电路的电流也为零。3、如图1所示电路,电键K原来是闭合的,当K打开时,安培表的示数变化情况是(电池内阻符号为r)()A、r=0时示数变大,r0时示数变小R1R2图2VAB90VB、r=0时示数变小,r0时示数变大C、r=0时,r0时示数都变大D、r=0时示数不变,

4、r0时示数变大 4、如图2所示,UAB90V,电阻R1R21000,电压表上的示数为30V,则电压表的内阻为()A、2000B、1000C、500D、800L1L2L3图35、三个完全相同的灯泡如图3所示电路连接时,灯泡L1和L3消耗的功率之比是()A、1:1B、1:4C、2:1D、4:16、某段电路中两端的电压为U,电流强度为I,这段电路的电阻为R,电功率为P,通电时间t内产生的热量为Q,则()A、这段电路一定有Q = I2RtB、这段电路一定有 U = IRC、这段电路一定有 P = UID、这段电路可能有PU2/R7、把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中,甲电阻丝长为L,直径为d;乙

5、电阻丝长为2L,直径为2d。要使两电阻丝消耗的电功率相等,加在两电阻丝上的电压之比U甲U乙应等于:() A、11 B、 C、 D、218、有一横截面为S的铜导线,流经其中的电流强度为I,高每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电量为q,此时电子的定向移动速度为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A、nvStB、nvt C、It/qD、It/Sq9、下列四个电路中,电源、电灯、滑动变阻器都分别相同,其中通过滑动变阻器的调节,能使电灯两端电压变化范围最大的是:()图 4DCBAR1R2R3R4ab图 510、如图5所示电路中,R1 = R3 R2 = R4 ,在a、b两端接上

6、直流电源后,各个电阻消耗的电功率P的大小关系是: A、P1 = P3 P1 P4 P3 C、P2 P1 P3 P4 D、P1 P2 P4 P3 6V12VR1R2图 611、将四只相同的小灯泡如图6所示接在电压恒为6伏和12伏的电源上,调节变阻器R1和R2,使四只灯泡消耗的电功率相同,这时R1和R2消耗的电功率之比为:()A、11 B、21 C、41 D、1212、如图7所示的两方式测量同一个导体的电阻,下列叙述中正确的是:()AVRx甲AVRx乙图 7A、图甲方式测得电阻值偏大B、图甲方式测得电阻值偏小C、图乙方式测得电阻值偏大D、图乙方式测得电阻值偏小VA图 8R1R2R3ab r13、在

7、图8所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时,伏特表的读数U和安培表的读数I如何变化:() A、U减小,I增大 B、U减小,I减小 C、U增大,I增大 D、U增大,I减小I0U12图914、若将两个电源的UI关系图象画在同一直角坐标系上,如图9。由图象可得也正确的结论是:() A、E1=E2,内电阻r1 r2 ; C、发生相同电流变化的情况下,电源1的路端电压变化较大; D、发生相同电流变化的情况下,电源2的路端电压变化较大。L1L2L3R,r图 1015、在图10所示的电路中,电源电动势为,内阻为r,当滑动变阻器R的滑动端向左滑动时,三个灯泡亮度的变化是:()A、L1变亮,L2变暗,

8、L3变亮;B、L1变暗,L2变亮,L3变暗;C、L1和L2都变亮,L3变暗;U/V0I/AR1R20.11.22.40.20.3图 11D、L1和L2都变暗,L3变亮。二、填空题16、电阻R1、R2的IU图象如图11,可知R1=,R2=;若把R1、R2并联后接到电源上时,R1消耗的电功率是6W,则电源的输出功率是W。V1图 12RV217、用相同的电源分别对R1=2和R2=18的电热器供电,在相同的时间里测得电热器放出的热量相等,则该电源的内电阻是 。18、如图12所示电路中,伏特计V1示数为100V,V2示数为120V,电阻R=4,电动机内电阻r =2,则电动机的输出功率为W,电动机的效率为

9、 %(摩擦力忽略不计)三、实验题19、某同学利用电流表、电压表测量一电阻丝的阻值(阻值约8欧),他把各实验器材连接成如下图所示的电路。请你把错接的导线打上“”号,然后画上正确的连线。20、右图为螺旋测微器测量一电阻丝直径时的示数,从图可读出此电阻丝的直径是mm。四、计算题R3R2kE,rAR121、如图所示的电路中,电阻R19,R215,电池组的电动势E12V,内电阻r=1,电流表的读数为0.4A。求R3的阻值和它消耗的功率。22、在如图所示的电路中,变阻器R0的最大阻值为12,L为“6V 6W”的灯泡,电源电压U=18V,且保持不变。当变阻器的触头滑至某处时,灯泡L正好正常发光,这时变阻器消

10、耗的功率是多大?23、一只表头的满度电流Ig=100A,内阻Rg=1k,现将表头改装成安培,伏特两用表,如图所示,R1=10.1,R2=1.49k(1)用oa两端时是什么表?量程多大?(2)用ob两端时是什么表?量程多大?24、如图,三只电阻的阻值相等,三只安培表内阻均不计,它们的示数为I1、I2、I3,则:I1:I2:I3=? 电路的简化1在图所示电路中A、当K1、K2都闭合时,L1、L2都亮;B、当K1断开,K2闭合时,L1不亮,L2亮;C、当K1闭合,K2断开时,L1、L2都不亮;D、当K2断开,K1闭合时,L1亮,L2不亮。2图中电源电压10伏保持不变,L1电阻100欧,L2电阻400

11、欧,当L1灯丝烧断后,各表读数A、电流表读数0.025安,V读数0,V2读数10伏B、电流表读数0,V2读数0,V读数0C、电流表读数0.02安,V2读数8伏,V读数0D、电流读数0,V2读数0,V读数10伏3在图所示的电路中,已知R1=R2=R3=R4=3欧,当电键K闭合时,电压表的示数为12伏,那么电流表的示数为( )A、1安 B、2安C、4安 D、16安4如图所示,滑动变阻器R的总电阻为60欧,定值电阻R0=60欧,电源电压18伏。断开电键K,移动滑动片P使电压表的示数为9伏,然后闭合电键K,则通过R0的电流为( )A、0.12安。 B、0.15安。 C、0.24安。 D、0.45安5如

12、图所示电路中,电流表A1、A2、A3的示数比为5:3:1,则电阻R1、R2、R3之比为( )A、1:3:5 B、3:5:15C、1:1:2 D、2:2:16图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1为10欧,R2为20欧,R3的阻值不等于零。当断开电键K时,电压表的示数为6伏,当闭合电键K时,电压表的示数可能是( )A、11伏 B、10伏 C、9伏 D、8伏7已知R1=2欧姆,R3=5欧姆,R2=R4,电压表读数U1=2.4伏特,U2=4伏特,则电阻R2为A、4欧姆; B、6欧姆;C、8欧姆; D、10欧姆。8在图所示的电路中,电阻R1=10欧姆,R2=4欧姆,R3=6欧姆,R4=3欧姆,电压

13、U=12伏特,且保持不变。如在a、b间接一电阻,使流过R3的电流为零,则R的阻值为_1.2_;如在a、b间接一电压表,其读数为_9_伏特:如在a、b间接一电流表,其读数为_10/3_安培。(电压表、电流表的内阻对电路的影响可以忽略)9图中,关于开关的开、闭和电灯发光的正确结论是A、K1、K2都断开时,L1、L3发光,L2不发光:B、K1、K2都闭合时,L1、L2、L3都发光;C、K1断开,K2接通时,L2、L3都发光,L1不发光;D、K1闭合,K2断开时,L2、L3都不发光,L1发光。10图中R1=R2,当电键全断开时,安培表、伏特表的读数分别为I1、U1;当电键全闭合时,安培表、伏特表的读数

14、分别为I2、U2。则I1:I2和U1:U2的值分别为A、0.5和0 B、1和2C、2和1 D、0.5和0.511图中a、b位置用来连接电表,为了使电路正常工作,正确的连接是A、a、b两处都安装电压表;B、a、b两处都安装电流表;C、a处装电流表,b处装电压表;D、a处装电压表,b处装电流表。12图中R1=3欧,R2=4欧,R3=6欧,Uab=6伏,则电流表A1、A2的读数分别是A、2.5安,3.5安; B、3.5安,2.5安;C、0安,0安; D、5.5安,5.5安。13图中R1=R2,R3=R4=R5,电压表读数U1=10伏,U2=12伏,则a、b两端电压是A、22伏; B、24伏;C、26

15、伏; D、28伏。14在图中,总电流I=0.4安培,R1=R2=2欧姆,R3=1欧姆。则下列对通过R2的电流的判断中正确的是A、向下通过0.1安培的电流B、向上通过0.1安培的电流C、向下通过0.2安培的电流D、向上通过0.2安培的电流 D若在测得L1两端电压后,只需断开S1、闭合S2,就能直接测出L2两端的电压15如图所示,三个定值电阻R1、R2、R3的电阻值均不相等,在A、B之间接一个电源,在C、D之间接一个电流表,电流表的示数为I,现将电源、电流表的位置互调,则电流表的示数 A可能增大 B可能减小 C一定不变 D由于R1、R2、R3大小关系不知,故无法判定115题参考答案:15 CDAA

16、C67 DD81.2;9;10/39BD10A1115CACBC16如图所示:电源电压U=6伏,R1=R2=4欧,R3=2欧。若安培表A1和A2的内阻忽略不计,求安培表A1和A2的示数。(A1:4.5 A2:3)V18在图所示的电路中,R1=6欧,电源电压为9伏,电压表的示数为6伏,电流表的示数为1安。如果再取一个定值电阻R接入电路,要使电流表的示数变为1.5安,试问:(1)R2的阻值为多大?(2)R的阻值应为多大,以什么方式接入电路?(3)R接入电路后,电压表的读数为多少? (4.5)19图中,电源电压U=12伏,R1=10欧,R2=30欧,R3=10欧,电流表读数I1=0.3安。求:伏特表

17、读数和变阻器R中通有电流的那部分电阻。(7)初中物理竞赛基础训练电流定律 班级_学号_姓名_得分_一、选择题:(每题8分共计80分)1. 一根均匀导线,现将它均匀地拉长,使导线的直径减小为原来的一半,此时它的电阻值为64,则导线原来的电阻值为()A.128B.32C.4D.22. 如图所示,UAB90V,电阻R1R21000,电压表上的示数为30V,则电压表的内阻为()A.2000B.1000C.500D.8003. 有一横截面为S的铜导线,流经其中的电流强度为I,高每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电量为q,此时电子的定向移动速度为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为(

18、)A.nvStB.nvt C.It/qD.It/Sq4. 下列四个电路中,电源、电灯、滑动变阻器都分别相同,其中通过滑动变阻器的调节,能使电灯两端电压变化范围最大的是()ABCD5. 如图所示,则MN两点间的总电阻是( )AB.CDVAR1R2R3ab R06. 在图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时,伏特表的读数U和安培表的读数I如何变化() A.U减小,I增大 B.U减小,I减小L1L2L3RR0 C.U增大,I增大 D.U增大,I减小7. 在图所示的电路中,电源恒定,当滑动变阻器R的滑动端向左滑动时,三个灯泡亮度的变化是()A.L1变亮,L2变暗,L3变亮;B.L1变暗,L

19、2变亮,L3变暗;C.L1和L2都变亮,L3变暗;D.L1和L2都变暗,L3变亮。8. 如图所示,是用电流表A、单刀双掷开关S、电阻箱R和已知电阻R0来测量未知电阻Rx阻值的电路图。现将开关S拨到a,此时电流表的示数为1;再将开关S拨到b,调节电阻箱R的阻值,当电流表的示数为时,电阻箱的阻值为R,则被测电阻Rx的阻值为( )A BC D9.如图所示的电路中,R均为10欧,电流表示数位1安,则Rx的阻值为( )A.25欧 B.20欧 C.15欧 D.10欧10.将阻值同为R的6个电阻连成如图所示的4种电路,则每个电路两端的A、B间的等效电阻RAB,最小的是( )二、计算题(20分)11.在右图所

20、示电路中,已知安培表的示数为2.2安培,求伏特表示数12. 如图所示,用伏安法测电阻可有两种不同的电路。但均有误差。若在甲图中伏特表示数为6伏,安培表示数为1安;在乙图中伏特表示数为5.76伏,安培表示数为1.2安,求电阻R多大? 电学综合试题A1A3VA2R1R2R35画出等效电路图V2V1AR1R2PS图126画出等效电路图SVAL1L2S0S1S2R3R4图398当闭合开关S0、S1,断开开关S2时当闭合开关S2,断开开关S0、S1时图23a VA1A2S1S2R2R1Lb 9当S1、S2 均闭合且滑片P 滑到a 端时当S1、S2 均断开且滑片P 在a端时14当闭合开关S1,断开开关S2

21、和S3,当闭合开关S1、S2,断开S3时当闭合开关S3,断开S1 、S2时15当S1、S2闭合,滑动变阻器的滑片P在a端时当S1、S2都断开,滑片P在b端时16只闭合开关,滑动变阻器的滑片P在最左端时只断开开关,滑片P移至最右端时只闭合开关,滑片P在最右端时1将滑动变阻器的滑片P置于中点M,且只闭合开关S1时 将滑动变阻器的滑片P置于B端,断开开关S1,闭合开关S2时将滑动变阻器的滑片P置于A端,闭合开关S1和开关S2时2当滑动变阻器的滑片P在B端,只闭合S2时滑片P在B端,开关都断开时当滑片在A端,只闭合S1时图251如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的滑片P在中点c和端点b时,电压表的示数

22、之比为3:2,求:(1)滑动变阻器的滑片P在中点c和端点b时,电路中电流之比;acb(2)R0与Rab的比值。2如图所示, 电源电压不变,电灯L的电阻不变。开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P在中点c和端点b时,电压表的示数之比为3:4。求:(1)滑动变阻器的滑片P在中点c和端点b时,电路中电流之比(2).电灯L的电阻与滑动变阻器ab间的总电阻的比值等于多少?图172如图17所示电路,电源电压保持不变。当开关S闭合与断开时电压表V1的示数之比为3:2,电压表V2的示数之比为9:10。已知电阻R2=4W。求:电阻R1和电阻R3的阻值。4如图19所示,电路中电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为

23、R。将滑动变阻器的滑片P置于A端,只闭合开关S1时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2;将滑动变阻器的滑片P置于B端,仍只闭合开关S1时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,R1两端的电压1.2V。已知U1:U1= 4:7,U2:U2= 2:1,R2=12W 。(1)求R1的阻值;S1S2S3R2R1R3V1V2A图19ABP(2)当滑动变阻器的滑片P置于B端时,闭合开关S1、S2、S3,通过计算说明电流表能否使用0-3A这一量程进行测量。图205在图20所示的电路中,电源两端电压保持不变。只闭合开关S1,将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时,电压表V1的示数为U1,电压

24、表V2的示数为U2,电流表A的示数为I1。闭合开关S1、S2,将滑片P移至滑动变阻器R2的A端时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表A的示数为I2。只闭合开关S1,将滑片P移至滑动变阻器R2的B端时,电流表A的示数为I3。已知滑动变阻器最大电阻值为10W,U1U1,U2U2,I30.4A。求:电阻R1、R3; 电流I2。7如图所示,当滑动变阻器R的滑片P由某一位置滑到另一个位置时,电压表的示数之比为1:2,并且滑动变阻器前后两次消耗的功率之比为25:1。求:1)两次电路中电流之比 2)滑动变阻器前后两次的电阻之比 3)R0与滑动变阻器第一次接入电路的电阻之比8如图,R0为5

25、欧,当滑片P由某一位置滑到另一位置内,伏特表示数由4伏变为8伏,且P在某一位置时R0的电功率与另一位置时R0的电功率比值为251,求:电源电压?P在两个位置时滑动变阻器接入电路中的电阻?复杂电阻网络的处理方法在物理竞赛过程中经常遇到,无法直接用串联和并联电路的规律求出整个电路电阻的情况,这样的电路也就是我们说的复杂电路,复杂电路一般分为有限网络和无限网络。那么,处理这种复杂电路用什么方法呢?下面,我就结合自己辅导竞赛的经验谈谈复杂电路的处理方法。一:有限电阻网络原则上讲解决复杂电路的一般方法,使用基尔霍夫方程组即可。它包含的两类方程出自于两个自然的结论:(1)对电路中任何一个节点,流出的电流之

26、和等于流入的电流之和。电路中任何一个闭合回路,都符合闭合电欧姆定律。下面我介绍几种常用的其它的方法。1:对称性简化所谓的对称性简化,就是利用网络结构中可能存在的对称性简化等效电阻的计算。它的效果是使计算得以简化,计算最后结果必须根据电阻的串、并联公式;电流分布法;极限法等来完成。在一个复杂的电路中,如果能找到一些完全对称的点,那么当在这个电路两端加上电压时,这些点的电势一定是相等的,即使用导线把这些点连接起来也不会有电流(或把连接这些点的导线去掉也不会对电路构成影响),充分的利用这一点我们就可以使电路大为简化。例(1)如图1所示的四面体框架由电阻都为R的6根电阻丝连接而成,求两顶点A、B间的等

27、效电阻。图1 图2分析:假设在A、B两点之间加上电压,并且电流从A电流入、B点流处。因为对称性,图中CD两点等电势,或者说C、D 间的电压为零。因此,CD间的电阻实际上不起作用,可以拆去。原网络简化成简单的串、并联网络,使问题迎刃而解。解:根据以上分析原网络简化成如图2所示的简单的串、并联网络,由串、并联规律得RAB=R/2例(2)三个相同的金属圈两两正交地连成如图所示的形状,若每一个金属圈的原长电阻为R,试求图中A、B两点之间的等效电阻。图3 图4 图5 分析:从图3中可以看出,整个电阻网络相对于AB的电流流入、流出方式上具有上下对称性,因此可上下压缩成如图所时的等效减化网络。从如图4所示的

28、网络中可以看出,从A点流到O电流与从O点到B电流必相同;从A1点流到O电流与从O点到B1电流必相同。据此可以将O点断开,等效成如图5所示的简单网络,使问题得以求解。解:根据以上分析求得RAB=5R/48例(3)如图6所示的立方体型电路,每条边的电阻都是R。求A、G之间的电阻是多少?分析: 假设在A 、G两点之间加上电压时,显然由于对称性D、B、E 的电势是相等的,C、F、H的电势也是相等的,把这些点各自连起来,原电路就变成了如图7所示的简单电路。解:由简化电路,根据串、并联规律解得RAG=5R/6(同学们想一想,若求A、F或A、E之间的电阻又应当如何简化?)例(4)在如图8所示的网格形网络中,

29、每一小段电阻均为R,试求A、B之间的等效电阻RAB。图8 图9图10 图11分析:由于网络具有相对于过A、B对角线的对称性,可以折叠成如图9所示的等效网络。而后根据等电势点之间可以拆开也可以合并的思想简化电路即可。解法(a):简化为如图9所示的网络以后,将3、O两个等势点短接,在去掉斜角部位不起作用的两段电阻,使之等效变换为如图10所示的简单网络。最后不难算得RAO=ROB=5R/14RAB= RAO+ROB=5R/7解法(b):简化为如图所示的网络以后,将图中的O点上下断开,如图11所示,最后不难算得RAB=5R/72:电流分布法设定电流I从网络A电流入,B 电流出。应用电流分流思想和网络中

30、任意两点之间不同路径等电压的思想,建立以网络中的各电阻的电流为未知量的方程组,解出各电流I的比例关系,然后选取A到B的某一路经计算A、B 间的电压,再由RAB=UAB/IAB即可算出RAB例:有如图12所示的电阻网络,求A、B之间的电阻RAB分析:要求A、B之间的电阻RAB按照电流分布法的思想,只要设上电流以后,求得A、B 间的电压即可。图12解:设电流由A流入,B流出,各支路上的电流如图所示。根据分流思想可得I2=I-I1I3=I2-I1=I-2I1A、O间的电压,不论是从AO看,还是从ACO看,都应该是一样的,因此I1(2R)=(I-I1)R+(I-2I1)R解得I1=2I/5取AOB路径

31、,可得AB间的电压UAB=I1*2R+I4*R根据对称性I4=I2=I-I1=3I/5所以UAB=2I/5*2R+3I/5*R=7IR/5RAB=UAB/I=7R/5这种电流分布法事实上已经引进了基尔霍夫定律的思想,所以有一定的一般性。3:Y 变换复杂电路经过Y 变换,可以变成简单电路。如图13和14所示分别为网络和Y网络,两个网络中得6个电阻满足怎样的关系才能使这两个网络完全等效呢 ?所谓完全等效,就是要求Uab=Uab,Ubc=Ubc,Uca=UcaIa=IA,Ib=IB,Ic=IC在Y网络中有IaRa-IbRb=UabIcRc-IaRa=UcaIa+Ib+Ic=0图13 图14解得Ia=

32、RcUab/(RaRb+RbRc+RcRa)+ RbUca/(RaRb+RbRc+RcRa)在网络中有IAB=UAB/RABICA=UCA/RCAIA=IAB-ICA解得IA= (UAB/RAB)-( UCA/RCA)因为要求Ia=IA ,所以RcUab/(RaRb+RbRc+RcRa)+ RbUca/(RaRb+RbRc+RcRa)= (UAB/RAB)-( UCA/RCA)又因为要求Uab= UAB ,Uca= UCA 所以要求上示中对应项系数相等,即RAB=(RaRb+RbRc+RcRa)/ Rc -(1)RCA=(RaRb+RbRc+RcRa)/ Rb-(2)用类似的方法可以解得RBC

33、=(RaRb+RbRc+RcRa)/ Ra-(3)(1)、(2)、(3)三式是将Y网络变换到网络的一组变换式。在(1)、(2)、(3)三式中将RAB 、RBC、RCA作为已知量解出Ra、Rb、Rc即可得到Ra=RAB*RCA/(RAB+RBC+RCA)-(4)Rb=RAB*RBC/(RAB+RBC+RCA) -(5)Rc=RBC*RCA/(RAB+RBC+RCA) -(6)(4)、(5)、(6)三式是将网络变换到Y网络的一组变换式。例(1)求如图15所示双T桥网络的等效电阻RAB。图15 图16分析:此题无法直接用串、并联规律求解,需要将双T桥网络中两个小的Y网络元变换成两个小的网络元,再直接

34、用串、并联规律求解即可。解:原网络等效为如图16所示的网络,由此可以算得RAB=118/93例(2)有7个电阻同为R的网络如图17所示,试求A、B间的等效电阻RAB。图17 图18解:将Y网络O-ABC变换成网络如图18所示其中 RAB=(RaRb+RbRc+RcRa)/ Rc=5RRBC=(RaRb+RbRc+RcRa)/ Ra=5R/2RCA=(RaRb+RbRc+RcRa)/ Rb=5R这样就是一个简单电路了,很容易算得RAB=7R/54:电桥平衡法图19如图19所示的电路称为惠斯通电桥,图中R1、R2、R3、R4分别叫电桥的臂,G是灵敏电流计。当电桥平衡(即灵敏电流计的示数为零)的时候

35、,我们称之为电桥平衡。这时有I1=I2, I3=I4, I1RI=I3R3, I2R2=I4R4有这些关系可以得到R1/R2=R3/R4上式称之为电桥平衡条件,利用此式简化对称性不明显的电路,十分方便。例:有n 个接线柱,任意两个接线柱之间都接有一个电阻R求任意两个接线柱之间的电阻。图20分析:粗看本题根本无法求解,但是能充分利用电桥平衡的知识,则能十分方便得求解。解:如图20所示,设想本题求两接线柱A、B之间的等效电阻,根据对称性易知,其余的接线柱CDE- 中,任意两个接线柱之间的电阻无电流通过,故这些电阻都可以删除,这样电路简化为:A、B之间连有电阻R,其余(n-2)个接线柱之间仅有电阻分

36、别与A、B两点相连,它们之间没有电阻相连。即1/RAB=1/R+1/2R/(n-2)所以 RAB=2R/n二:无限电阻网络无限电阻网络分为线型无限网络和面型无限网络,下面我们就这两个方面展开讨论1:线型无限网络所谓“线型”就是一字排开的无限网络,既然研究对象是无限的,就可以利用“无限”这个条件,再结合我们以上讲的求电阻的方法就可以解决这类问题。例(1)如图所示的电路是一个单边的线型无限网络,每个电阻的阻值都是R,求A、B之间的等效电阻RAB .图21解:因为是“无限”的,所以去掉一个单元或增加一个单元不影响等效电阻即RAB应该等于从CD往右看的电阻RCDRAB=2R+R*RCD/(R+RCD)

37、=RCD整理得 RCD2-2RRCD-2R2=0解得:RCD=(1+31/2)R= RAB例(2)一两端无穷的电路如图22所示,其中每个电阻均为r求a、b两点之间的电阻。图22 图23解:此电路属于两端无穷网络,整个电路可以看作是由三个部分组成的,如图所示,则Rab=(2Rx+r)r/(2Rx+2r)即是无穷网络,bb1之间的电阻仍为Rx则 Rx=(31/2-1)r代入上式中解得Rab=(6-31/2)*r/6例(3)电阻丝无限网络如图24所示,每一段金属丝的电阻均为r,求A、B之间的等效电阻RAB .图24图25 图26解:根据对称性可知,网络中背面那根无限长的电阻丝中 各点等势,故可以删去

38、这根电阻丝,这样原网络等效为如图25所示的网络。又因为网络相对AB连线具有左右对称性,故可以折叠成如图26所示的网络,再利用例(1)的方法可得 RCD=REF=Rx 即Rx=r/2+r/2+(Rx*r/3)/(Rx+r/3)解得:Rx=(3+211/2)r/6RAB=(2r*Rx/3)/(2r/3+Rx)=2(21)1/2r/212:面型无限网络解线性无限网络的指导思想是利用网络的重复性,而解面型无限网络的指导思想是利用四个方向的对称性。例(1)如图27所示是一个无穷方格电阻丝网络的一部分,其中每一小段电阻丝的阻值都是R求相邻的两个结点A、B之间的等效电阻。分析:假设电流I从A点流入,向四面八

39、方流到无穷远处,根据对称性,有I/4电流由A点流到B点。假设电流I经过无限长时间稳定后再由四面八方汇集到 B点后流出,根据对称性,同样有I/4电流经A点流到B点。图27解:从以上分析看出,AB段的电流便由两个I/4叠加而成,为I/2因此 UAB=(I/2)*rA、B之间的等效电阻RAB=UAB/I=r/2例(2)有一无限平面导体网络,它有大小相同的正六边型网眼组成,如图28所示。所有正六边型每边的电阻均为R0,求间位结点a、b间的电阻。分析:假设有电流I自a电流入,向四面八方流到无穷远处,那么必有I/3 电流由a流向c,有 I/6电流由c流向b.再假设有电流I由四面八方汇集b点流出,那么必有I/6电流由f流向 c, 有I/3电流由c流向b.解:将以上两种情况结合,由电流叠加原理可知Iac=I/3+I/6=I/2(由a流向c)Icb=I/3+I/6=I/2(由c流向b)因此ab之间的等效电阻为Rab=Uab/I=(IacR0+IcbR0)/I=R0 有关电饭煲电路的练习1如图所示某种电饭煲的电路原理图,R1、R2为电热丝,S为温控开关,A、B两点间的电压保持不变。(1)S闭合时,电饭煲处于加热状态,为什么?(2)若R1:R2=9:1,加热时功率为800W,保温时的功率是多大?1min产生的热量是多少?2某家用电器具有加热、保温的功能,如图所示为其原理图。电器发热电

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