1、物理精練（50） 例題：關于電流的方向，下列敘述中正確的是( )A.金屬導體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向B.在電解質溶液中有自由的正離子和負離子，電流方向不能確定C.不論何種導體，電流的方向規定為正電荷定向移動的方向D.電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負電荷定向移動的方向相同.解析：正確選項為C。電流是有方向的，電流的方向是人為規定的.物理上規定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負電荷定向移動的方向一定與電流的方向相反.例題：某電解質溶液，如果在1 s內共有5.0×1018個二價正離子和1.0×1019個一價負離子通過某橫截面，那么通過電解質溶液

2、的電流強度是多大？解析：設在t1 s內，通過某橫截面的二價正離子數為n1，一價離子數為n2，元電荷的電荷量為e，則t時間內通過該橫截面的電荷量為q(2n1N2)e，所以電流為I3.2 A。例題：氫原子的核外只有一個電子，設電子在離原子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運動.已知電子的電荷量為e，運動速率為v，求電子繞核運動的等效電流多大？解析：取電子運動軌道上任一截面，在電子運動一周的時間T內，通過這個截面的電量qe，由圓周運動的知識有：T根據電流的定義式得：I例題：來自質子源的質子（初速度為零），經一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細柱形質子流。已知質子電荷e=1.6

3、0×10-19C。這束質子流每秒打到靶上的質子數為_。假定分布在質子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質子束中與質子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質子流，其中的質子數分別為n1和n2，則n1n2=_。解：按定義， 由于各處電流相同，設這段長度為l，其中的質子數為n個，則由。而/·mO1t/t1t2例題：家用電熱滅蚊器中電熱部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由酞酸鋇等半導體材料制成的電阻器，其電阻率與溫度的關系如圖4所示，由于這種特性，PTC元件具有發熱、控溫兩重功能，對此以下說法中正確的是( )A通電后其功率先增大后減小B通電后其功率先減小后增大C當其產

4、生的熱量與散發的熱量相等時，溫度保持在t1至t2的某一值不變D當其產生的熱量與散發的熱量相等時，溫度保持在t1或t2不變解析：根據PTC元件的電阻率隨溫度變化的曲線，可知在常溫下，它的電阻是相當小的，通入電流以后，隨著溫度的升高，其電阻率先變小后增大，那么它的功率先變大，后變小，溫度保持在在t1至t2的某一值不變，這時候電路處于穩定狀態，如果溫度再升高，電阻率變大，導致電流變小，溫度就會降下來；如果溫度降低，電阻率減小，導致電流變大，溫度就會升上去，所以本題正確答案為：A、C。例題：一般的電熨斗用合金絲作發熱元件，合金絲電阻R隨溫度t變化的關系如圖5所示的實線，由于環境溫度、熨燙衣服的厚度、干

5、濕等情況不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會在較大的范圍內波動，易損壞衣服。有一種用主要成份為BaTiO3的稱為“PTC”的特殊材料作發熱元件的電熨斗，具有升溫快，能自動控制溫度的特點，PTC材料的電阻隨溫度變化的關系如圖中實線所示。R/Ot/t4t2t6t8(1)為什么原處于冷態的“PTC”熨斗剛通電時，比普通電熨斗升溫快？(2)通電一段時間后，電熨斗溫度穩定在什么范圍內？(3)簡析PTC發熱元件的自動控溫過程。解析：解答此題的關鍵是要看懂圖中涉及的物理量的含義：圖線說明合金的電阻基本上不隨溫度的變化而變化；圖線說明在較低的溫度下，“PTC”材料的電阻基本不變，但在某一溫度范圍內電

6、阻會突變。1234O102030405060R×10kt/(b)(1) 由圖可知，冷態的“PTC”材料的電熨斗電阻比一般電熨斗電阻小，所以發熱功率PU2/R較一般電熨斗大，所以在相同的時間內“PTC”升溫快。(2)由圖可知，溫度自動穩定在t6tt8范圍內。(3 )當熨斗溫度升高到t6后，“PTC”材料的電阻急劇增大，電功率變小，此時如果散熱功率大于電功率，熨斗溫度會下降，當溫度降低時，電阻R急劇減小，電功率增大，溫度又升高，因而熨斗的溫度能穩定在一定的范圍內。1234O102030405060R×10kt/(b)例題：如圖所示，為在溫度為10左右的環境中工作的某自動恒溫箱原

7、理簡圖。箱內的電阻R120k，R,210k，R340k，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度的變化的圖線如圖7(b)所示，當a、b兩端電壓Uab0時，電壓鑒別器會令開關K接通，恒溫箱內的電熱絲發熱，使箱內溫度提高，當Uab0時，電壓鑒別器會K斷開，停止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在多少攝氏度。電壓鑒別器220V電熱絲R1RtR3R2(a)解析：在Uab0時，K接通，箱內的溫度提高，導致Rt減小。當Rt20k時達到電橋平衡，此時Uab0，而Uab0是K斷開、閉合的分界點，故此溫度可由圖7(b)中讀出，Rt20k時對應的溫度t35。MVUR例題：如圖所示，有一提升重物用的直流電動機，內阻r0.6，R10，U

8、160 V，電壓表的讀數為110 V，求通過電動機的電流是多少？輸入到電動機的電功率是多少？在電動機中發熱的功率是多少？電動機工作1 h所產生的熱量是多少？解析：設電動機兩端的電壓為U1，電阻R兩端的電壓為U2，則U1110 V，U2UU1(160110)V50 V。通過電動機的電流為I，則I5 A。輸入到電功機的電功率P電U1I110×5 W550 W。在電動機中發熱的功率P熱I2r52×0.6 W15 W。電動機工作1 h所產生的熱量QI2rt52×0.6×3600 J54000 J。例題：燈L與電動機D并聯，燈L上標有200W字樣，電動機D上標有2

9、000W字樣，當電源兩端A、B加上220V電壓時，燈和電動機均正常工作，求：電燈正常工作時的電阻。解析：因為電燈是純電阻用電器，所以電燈正常工作時的功率可表示為 PUII2R，燈正常工作時P200W，根據 PI2R知，只要求出燈正常工作時的電流，即可求出電燈正常工作時的電阻。對電路所有用電器，利用 PUI可求得電路中的電流強度。整個電路用電器正常工作的總功率為：PPLPD2200W，由于電壓 U220V。根據PUI得，電路中的電流I10A。對燈L由 PI2R得燈正常工作時的電阻R2，即燈正常工作時的電阻為 2。例題4：某電阻兩端電壓為16 V，在30 s內通過電阻橫截面的電量為48 C，此電阻

10、為多大？30 s內有多少個電子通過它的橫截面？解析：由題意知U16 V，t30 s，q48 C。通過電阻的電流I1.6 A據歐姆定律I得，R10通過橫截面的電子數n3.0×1020個故此電阻為10，30 s內有3.0×1020個電子通過它的橫截面。例題：一段均勻導線對折兩次后并聯在一起，測得其電阻為0.5，導線原來的電阻多大？若把這根導線的一半均勻拉長為三倍，另一半不變，其電阻是原來的多少倍？解析：一段導線對折兩次后，變成四段相同的導線，并聯后的總電阻為0.5，設每段導線的電阻為R，則0.5，R2，所以導線原來的電阻為4R8。若把這根導線的一半均勻拉長為原來的3倍，則這一半

11、的電阻變為4×936，另一半的電阻為4，所以拉長后的總電阻為40，是原來的5倍。例題：實驗室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個圖象來表示： AV短路AB解：燈絲在通電后一定會發熱，當溫度達到一定值時才會發出可見光，這時溫度能達到很高，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曲線上對應點于原點連線的斜率必然越小，選A。例題：如圖所示，在相距40km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800，如果在A、B間的某處發生短路，這時接在A處的電壓表示數為10V，電流表的示數為40mA，求發生短路處距A處有多遠？ 解