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物理电学重难点
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7. 在研究电流和电阻的关系时,要移动滑动变阻器的滑片,其目的是通过什么保持电压示数不变?

答:在电路中接入电阻R1,把R1两端电压调到某一数值(比如3 V);当我们把R1换成不同阻值的R2时 电压表示数还是3 V吗?初学者最容易犯的错误就在这里,他们常常认为电压表示数仍是3 V,因为仍然在相同的位置,那么这个判断的错误在哪里呢 ?

原来,串联电路中电压的分配与电阻成正比,当滑动变阻器与定值电阻的阻值的比例发生变化时,滑动变阻器和定值电阻各自分得的电压的比例也必定发生改变,而电源、电压是一定的,就导致了滑动变阻器和定值电阻各自分得的电压都发生了变化,要想保证接入R2后,它两端电压和接入R1时的数值相等,必须调节滑动变阻器,改变滑动变阻器的阻值,使得二者的阻值的比例不变,这样才会保证滑动变阻器和接入电阻所分得的电压的比例不变,才会使R2两端的电压与原来一致。

所以此题的答案是:在研究电流和电阻的关系时,要移动滑动变阻器的滑片,其目的是通过改变其自身的电阻,保持滑动变阻器和接入电阻的阻值之间的比例保持不变,从而保持电压表的示数不变。

8. 高压输电为什么不符合欧姆定律?

答:高压输电靠的是升压和降压变压器,变压器不是一个电阻元件,而欧姆定律研究的是一个纯电阻电路的电学规律的,所以这里不适用欧姆定律。

按照欧姆定律来解释:在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,由此可知电压越大电流就越大(当电阻一定时)。这种解释,有两个错误出现:

(1)电厂输出来的电压U不等于输电线两端的电压u,如果要是这两个电压相等的话,岂不是我们就没电用了?电厂输出来的电全被电线给用掉了。

(2)从变压器的输出端来看,由于变压器不属于线性元件(你可以理解为它对电阻的阻碍作用的大小是不断变化的),而欧姆定律中所说的“电压越大,电流就越大”有一个条件,就是当电阻一定的时候。所以此题只能根据P=UI来判断, 在功率一定的情况下,电压升高则电流降低。对于灯泡等这些线性元件来说,欧姆定律是正确的,故在电阻一定时,电压升高则电流随之增大。这两种情况应分别对待,不能混淆。

9. 短路是怎么回事?

答:根据欧姆定律I=U/R可知:在并联电路中电阻小的这一支路电流大,电阻大的那一支路电流小,如果二者电阻相差很大,导致另一支路的电流小到可以忽略不计的时候,我们就说这条支路被短路了。

我们还可以这样想:并联电路中各支路两端电压相等,而短路时导线这一支路的电压必然为0(因为导线电阻为0),可知被短路的用电器两端的电压也为0,所以无电流通过。

通俗地讲,短路就是一个捷径,在有两条电流的通路时,电流将选择电阻小的那一路,就像我们在前进时遇到有两条路,一条路布满荆棘(好比是阻力大),一条路是光明大道(好比是阻力小),你会选择哪条路呢?
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