EJU 2006 年第 1 回 物理 第 16 题

考点
直流电路的分析、电位与电位差
领域
电磁学
难度
中等
标准答案
⑥

解析摘要

标准解析

先化简并联,再沿电流标电位

S闭合时B与C成为同一节点,上方与中间两个3 kΩ电阻接在相同两节点之间,因此并联为1.5 kΩ。它与左侧、底部各3 kΩ串联,总电阻为7.5 kΩ,总电流I=15/7.5=2 mAI=15/7.5=2\ \mathrm{mA}。

B到D的并联段压降为I×1.5 kΩ=3 VI\times1.5\ \mathrm{k\Omega}=3\ \mathrm V。电流由B流向D,所以B比D高3 V,VB=3 VV_B=3\ \mathrm V。左侧电阻压降6 V,因此A比B高6 V,VA=9 VV_A=9\ \mathrm V。

也可从地端出发:电流由D经底电阻流向E,电位下降6 V,故E为−6 V;电池令A−E=15 V,所以A为9 V。两种标法一致。接地只固定D的零点,没有把E固定为零;正极电位不是电动势本身。总电阻减小使总电流变大,但并联段的对地电压反而从断开时的5 V降到3 V。

从并联两支分别看,每支电流为1毫安、每支压降3伏,与总电流2毫安乘等效电阻1.5千欧得到的整体压降一致。这是并联化简前后的局部核对。左侧与底部的两只电阻则各流过总电流,压降都是6伏,不能也用分流后的一半电流去算。把每一段属于串联整体还是并联支路标清,才能将总电压正确分配为六、三、六伏。

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