恒定電流章末檢測(cè)題8

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1、第八章恒定電流一、基本概念1.電流電流的定義式：，適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。對(duì)于金屬導(dǎo)體有I=nqvS（n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電子的定向移動(dòng)速率，約10-5m/s，遠(yuǎn)小于電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s，更小于電場(chǎng)的傳播速率3×108m/s），這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體，千萬(wàn)不要到處套用。2.電阻定律導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。⑴ρ是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，叫材料的電阻率（反映該材料的性質(zhì)，不是每根具體的導(dǎo)線的性質(zhì)）。單位是Ωm。⑵純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。⑶材料的電阻率與溫度有關(guān)系：①金屬的電阻率隨溫

2、度的升高而增大（可以理解為溫度升高時(shí)金屬原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，對(duì)自由電子的定向移動(dòng)的阻礙增大。）鉑較明顯，可用于做溫度計(jì)；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻。②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減?。梢岳斫鉃榘雽?dǎo)體靠自由電子和空穴導(dǎo)電，溫度升高時(shí)半導(dǎo)體中的自由電子和空穴的數(shù)量增大，導(dǎo)電能力提高）。③有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0K時(shí)，電阻率突然減小到零——這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。我國(guó)科學(xué)家在1989年把TC提高到130K?，F(xiàn)在科學(xué)家們正努力做到室溫超導(dǎo)。3.歐姆定律IOUOIU1212R1

3、>R2（適用于金屬導(dǎo)體和電解液，不適用于氣體導(dǎo)電）。電阻的伏安特性曲線：注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別。還要注意：當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí)，電阻的伏安特性曲線不再是過(guò)原點(diǎn)的直線。A.B.C.D.IIIIoUoUoUoU例1.實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個(gè)圖象來(lái)表示：解：燈絲在通電后一定會(huì)發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)才會(huì)發(fā)出可見光，這時(shí)溫度能達(dá)到很高，因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會(huì)增大，溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大，。U越大I-U曲線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)于原點(diǎn)連線的斜率必然越小，選A。例2.下圖所列的4個(gè)圖象中

4、，最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個(gè)圖象PU2oPU2oPU2oPU2oA.B.C.D.解：此圖象描述P隨U2變化的規(guī)律，由功率表達(dá)式知：，U越大，電阻越大，圖象上對(duì)應(yīng)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率越小。選C。4.電功和電熱電功就是電場(chǎng)力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，電熱Q=I2Rt。其微觀解釋是：電流通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)，自由電子在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中頻繁與正離子相碰，使離子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，而電子速率減小，可以認(rèn)為自由電子只以某一速率定向移動(dòng)，電能沒(méi)有轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能，只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。⑴對(duì)純電阻而言，電功等于電熱：W=Q=UIt=I2Rt

5、=⑵對(duì)非純電阻電路（如電動(dòng)機(jī)和電解槽），由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其它能，所以電功必然大于電熱：W>Q，這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算，電熱只能用Q=I2Rt計(jì)算，兩式不能通用。例3.某一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載，因此不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大？解：電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為為純電阻，由歐姆定律得，，這個(gè)電阻可認(rèn)為是不變的。電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸入的電功率為P電=U2I2=36W，內(nèi)部消耗的熱功率P熱==5W，所以機(jī)械功率P=31W由這道例題可知：電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)

6、時(shí)電流較大，容易被燒壞；正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流反而較小。L4L質(zhì)子源v1v2例4.來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_________。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2=_______。解：按定義，由于各處電流相同，設(shè)這段長(zhǎng)度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè)，則由。而二、串并聯(lián)與混聯(lián)電路1.應(yīng)用歐姆定律須注意對(duì)應(yīng)性。選定研究對(duì)象電阻

7、R后，I必須是通過(guò)這只電阻R的電流，U必須是這只電阻R兩端的電壓。該公式只能直接用于純電阻電路，不能直接用于含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等用電器的電路。2.公式選取的靈活性。⑴計(jì)算電流，除了用外，還經(jīng)常用并聯(lián)電路總電流和分電流的關(guān)系：I=I1+I2⑵計(jì)算電壓，除了用U=IR外，還經(jīng)常用串聯(lián)電路總電壓和分電壓的關(guān)系：U=U1+U2⑶計(jì)算電功率，無(wú)論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)，總功率都等于各電阻功率之和：P=P1+P2對(duì)純電阻，電功率的計(jì)算有多種方法：P=UI=I2R=以上公式