EJU 2025 年第 1 回 物理 第 15 题

考点
直流电路的分析
领域
电磁学
难度
困难
标准答案
③

解析摘要

标准解析

等势中点的电流如何分配

A 与 B 由理想导线相连,所以二者电位相等,可合并成一个中间节点。上端到中间节点有 2R2R 与 RR 并联,下端到中间节点也有 RR 与 2R2R 并联,两部分等效电阻都为 2R/32R/3。

上下两段串联且等阻,各分得电池电压的一半。取下端电位为0,上端为 VV,故 VA=VB=V/2V_A=V_B=V/2。

观察 A 点:上方 2R2R 流入 A 的电流为 (V−V/2)/(2R)=V/(4R)(V-V/2)/(2R)=V/(4R);下方 RR 从 A 流出的电流为 (V/2)/R=V/(2R)(V/2)/R=V/(2R)。按题目将 A→B 电流记为 II,节点守恒为 V/(4R)=V/(2R)+IV/(4R)=V/(2R)+I,解得 I=−V/(4R)I=-V/(4R)。

负号表示实际方向为 B→A,大小为 V/(4R)V/(4R)。理想导线两端电压为0,但其电阻也为0,不能以“电压为0”断定无电流;导线电流应由相连电阻的电流差确定。

在 B 点反向检查,右上 RR 流入电流为 V/(2R)V/(2R),右下 2R2R 流出为 V/(4R)V/(4R),多出的 V/(4R)V/(4R) 经 AB 流到 A,和前式一致。整电路总电流为 V/(4R/3)=3V/(4R)V/(4R/3)=3V/(4R),等于上方两支路 V/(4R)+V/(2R)V/(4R)+V/(2R) 之和。中央导线电流既不是总电流,也不是任意一个电阻电流,而是节点两侧流量的差,必须独立标明方向。

正方向是题目人为规定的记号,先选定后保持一致即可。先求大小、再按实际方向赋负号,与在节点方程里直接保留有符号I同样有效。

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