0  443555  443563  443569  443573  443579  443581  443585  443591  443593  443599  443605  443609  443611  443615  443621  443623  443629  443633  443635  443639  443641  443645  443647  443649  443650  443651  443653  443654  443655  443657  443659  443663  443665  443669  443671  443675  443681  443683  443689  443693  443695  443699  443705  443711  443713  443719  443723  443725  443731  443735  443741  443749  447090 

4.電路中有關(guān)電容器的計(jì)算。

⑴電容器跟與它并聯(lián)的用電器的電壓相等。

⑵在計(jì)算出電容器的帶電量后,必須同時(shí)判定兩板的極性,并標(biāo)在圖上。

⑶研究電容器電量變化時(shí),兩根引線上的電流方向始終是相同的,要選擇正極板進(jìn)行研究。

⑷如果變化前后極板帶電的電性相同,那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差;如果變化前后極板帶電的電性改變,那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。

例9. 已知如圖,電源內(nèi)阻不計(jì)。為使電容器的帶電量增大,可采取以下那些方法:

A.增大R1   B.增大R2   C.增大R3   D.減小R1

解:由于電容器是斷路,R3上無電流,電容器相當(dāng)于和R2并聯(lián)。只有增大R2或減小R1才能增大電容器C兩端的電壓,從而增大其帶電量。改變R3不能改變電容器的帶電量。因此選BD。

例10. 已知如圖,R1=30Ω,R2=15Ω,R3=20Ω,AB間電壓U=6V,A端為正C=2μF,為使電容器帶電量達(dá)到Q =2×10- 6C,應(yīng)將R4的阻值調(diào)節(jié)到多大?

解:由于R1 R2串聯(lián)分壓,可知R1兩端電壓一定為4V,由電容器的電容知:為使C的帶電量為2×10-6C,其兩端電壓必須為1V,所以R3的電壓可以為3V或5V。因此R4應(yīng)調(diào)節(jié)到20Ω或4Ω。兩次電容器上極板分別帶負(fù)電和正電。

還可以得出:當(dāng)R4由20Ω逐漸減小的到4Ω的過程中,通過圖中P點(diǎn)的電荷量為4×10-6C,電流方向?yàn)橄蛳?/u>。

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3.對復(fù)雜電路分析,一般情況下用等勢點(diǎn)法比較方便簡潔。

⑴凡用導(dǎo)線直接連接的各點(diǎn)的電勢必相等(包括用不計(jì)電阻的電流表連接的點(diǎn))。

⑵在外電路,沿著電流方向電勢降低。

⑶凡接在同樣兩個(gè)等勢點(diǎn)上的電器為并聯(lián)關(guān)系。

⑷不加聲明的情況下,不考慮電表對電路的影響。

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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+I2

⑵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+U2

⑶計(jì)算電功率,無論串聯(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

對純電阻,電功率的計(jì)算有多種方法:P=UI=I 2R=

   以上公式I=I1+I2、U=U1+U2P=P1+P2既可用于純電阻電路,也可用于非純電阻電路。既可以用于恒定電流,也可以用于交變電流。

例5. 已知如圖,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,則接入電路后這三只電阻的實(shí)際功率之比為_________。

解:本題解法很多,但要靈活一些。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)三只電阻的電流關(guān)系最簡單:電流之比是I1I2I3=1∶2∶3;還可以發(fā)現(xiàn)左面兩只電阻并聯(lián)后總阻值為2Ω,因此電壓關(guān)系也簡單:電壓之比是U1U2U3=1∶1∶2;在此基礎(chǔ)上利用P=UI,得P1P2P3=1∶2∶6

例6. 已知如圖,兩只燈泡L1、L2分別標(biāo)有“110V,60W”和“110V,100W”,另外有一只滑動(dòng)變阻器R,將它們連接后接入220V的電路中,要求兩燈泡都正常發(fā)光,并使整個(gè)電路消耗的總功率最小,應(yīng)使用下面哪個(gè)電路?

 

A.          B.         C.         D.         

解:A、C兩圖中燈泡不能正常發(fā)光。B、D中兩燈泡都能正常發(fā)光,它們的特點(diǎn)是左右兩部分的電流、電壓都相同,因此消耗的電功率一定相等?梢灾苯涌闯觯築圖總功率為200W,D圖總功率為320W,所以選B。

例7. 實(shí)驗(yàn)表明,通過某種金屬氧化物制成的均勻棒中的電流I跟電壓U之間遵循I =kU 3的規(guī)律,其中U表示棒兩端的電勢差,k=0.02A/V3,F(xiàn)將該棒與一個(gè)可變電阻器R串聯(lián)在一起后,接在一個(gè)內(nèi)阻可以忽略不計(jì),電動(dòng)勢為6.0V的電源上。求:⑴當(dāng)串聯(lián)的可變電阻器阻值R多大時(shí),電路中的電流為0.16A?⑵當(dāng)串聯(lián)的可變電阻器阻值R多大時(shí),棒上消耗的電功率是電阻R上消耗電功率的1/5?

解:畫出示意圖如右。⑴由I =kU 3I=0.16A,可求得棒兩端電壓為2V,因此變阻器兩端電壓為4V,由歐姆定律得阻值為25Ω。⑵由于棒和變阻器是串聯(lián)關(guān)系,電流相等,電壓跟功率成正比,棒兩端電壓為1V,由I =kU 3得電流為0.02A,變阻器兩端電壓為5V,因此電阻為250Ω。

例8. 左圖甲為分壓器接法電路圖,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻不計(jì),變阻器總電阻為r。閉合電鍵S后,負(fù)載電阻R兩端的電壓U隨變阻器本身a、b兩點(diǎn)間的阻值Rx變化的圖線應(yīng)最接近于右圖中的哪條實(shí)線 

A.①   B.②    C.③   D.④

解:當(dāng)Rx增大時(shí),左半部分總電阻增大,右半部分電阻減小,所以R兩端的電壓U增大,排除④;如果沒有并聯(lián)R,將是②;并聯(lián)了R使左半部分分得的電壓小了,所以③正確,選C。

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1.應(yīng)用歐姆定律須注意對應(yīng)性。

選定研究對象電阻R后,I必須是通過這只電阻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。

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4.電功和電熱

電功是電場力做功W=UIt;由焦耳定律電熱Q=I2Rt。電流通過金屬導(dǎo)體時(shí),自由電子在加速運(yùn)動(dòng)過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),而電能只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

⑴對純電阻而言,電功等于電熱:W=Q=UIt=I 2R t=

對非純電阻電路(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=I 2Rt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=U2I2=36W,內(nèi)部消耗的熱功率P==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)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。

例4. 來自質(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度的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1n2,則n1n2=_______。

分析:

   由于各處電流相同,設(shè)這段長度為l,

其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè),則由

  

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3.歐姆定律

(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原點(diǎn)的直線。

 

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)圖象來表示:

        

解:燈絲在溫度達(dá)到一定值時(shí)會發(fā)光發(fā)熱,而且溫度能達(dá)到很高,因此必須考慮到燈絲的電阻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,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U 2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個(gè)圖象               

 

 A.         B.        C.        D.

解:此圖象描述PU  2變化的規(guī)律,由功率表達(dá)式知:U越大,電阻越大,圖象上對應(yīng)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率越小。選C。

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2.電阻定律

導(dǎo)體的電阻R跟它的長度l成正比,跟它的橫截面積S成反比。

ρ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Ωžm。

純金屬的電阻率小,合金的電阻率大

材料的電阻率與溫度有關(guān)系

金屬的電阻率隨溫度的升高而增大(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、鎳銅幾乎不隨溫度而變,可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻)。

半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小(半導(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)。

有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0 K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)。

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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,更小于電場的傳播速率3×108m/s),這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體,千萬不要到處套用

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6. 將一箱蘋果分給若干小朋友,若每位小朋友分5個(gè)蘋果,則還剩12個(gè)蘋果;若每位小朋友分8個(gè)蘋果,則有一個(gè)小朋友分不到8個(gè)蘋果,求這箱蘋果的個(gè)數(shù)與小朋友的人數(shù)。

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5. 王女士看中的商品甲乙兩商場均有售且標(biāo)價(jià)相同,但兩商場采用的促銷方式不同,

甲商場:一次性購物超過100元,超過的部分八折優(yōu)惠;

乙商場:一次性購物超過50元,超過的部分九折優(yōu)惠;

那么她在甲商場購物超過多少元就可比乙商場購物優(yōu)惠?

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同步練習(xí)冊答案