（高中物理）物理精練（50）

1、物理精練50例題：關(guān)于電流的方向，以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是( )b.在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子，電流方向不能確定c.不管何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向d.電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同.解析：正確選項(xiàng)為c。電流是有方向的，電流的方向是人為規(guī)定的.物理上規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，那么?fù)電荷定向移動(dòng)的方向一定與電流的方向相反.例題：×1018×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某橫截面，那么通過(guò)電解質(zhì)溶液的電流強(qiáng)度是多大？解析：設(shè)在t1 s內(nèi)，通過(guò)某橫截面的二價(jià)正離子數(shù)為n1，一價(jià)離子數(shù)為n2，元電荷的電荷量為

2、e，那么t時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(gè)電子，設(shè)電子在離原子核距離為r的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).電子的電荷量為e，運(yùn)動(dòng)速率為v，求電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？解析：取電子運(yùn)動(dòng)軌道上任一截面，在電子運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間t內(nèi)，通過(guò)這個(gè)截面的電量qe，由圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)有：t根據(jù)電流的定義式得：i例題：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。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_(kāi)。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

3、與質(zhì)子源相距l(xiāng)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，那么n1n2=_。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)，那么由。而/·mo1t/t1t2例題：家用電熱滅蚊器中電熱局部的主要部件是ptc元件，ptc元件是由酞酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率與溫度的關(guān)系如圖4所示，由于這種特性，ptc元件具有發(fā)熱、控溫兩重功能，對(duì)此以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)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(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1至t2的某一值不變d當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1

4、或t2不變解析：根據(jù)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(dāng)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(shí)候電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，如果溫度再升高，電阻率變大，導(dǎo)致電流變小，溫度就會(huì)降下來(lái)；如果溫度降低，電阻率減小，導(dǎo)致電流變大，溫度就會(huì)升上去，所以此題正確答案為：a、c。例題：一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻r隨溫度t變化的關(guān)系如圖5所示的實(shí)線，由于環(huán)境溫度、熨燙衣服的厚度、干濕等情況不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會(huì)在較大的范圍內(nèi)波動(dòng)，易損壞衣服。有一種用主要成份為bat

5、io3的稱為“ptc的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快，能自動(dòng)控制溫度的特點(diǎn)，ptc材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實(shí)線所示。r/ot/t4t2t6t8(1)為什么原處于冷態(tài)的“ptc熨斗剛通電時(shí)，比普通電熨斗升溫快？(2)通電一段時(shí)間后，電熨斗溫度穩(wěn)定在什么范圍內(nèi)？(3)簡(jiǎn)析ptc發(fā)熱元件的自動(dòng)控溫過(guò)程。解析：解答此題的關(guān)鍵是要看懂圖中涉及的物理量的含義：圖線說(shuō)明合金的電阻根本上不隨溫度的變化而變化；圖線說(shuō)明在較低的溫度下，“ptc材料的電阻根本不變，但在某一溫度范圍內(nèi)電阻會(huì)突變。1234o102030405060r×10kt/(b)(1) 由圖可知，冷態(tài)的“ptc材料的電熨

6、斗電阻比一般電熨斗電阻小，所以發(fā)熱功率pu2/r較一般電熨斗大，所以在相同的時(shí)間內(nèi)“ptc升溫快。(2)由圖可知，溫度自動(dòng)穩(wěn)定在t6tt8范圍內(nèi)。(3 )當(dāng)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(shí)如果散熱功率大于電功率，熨斗溫度會(huì)下降，當(dāng)溫度降低時(shí)，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(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。1234o102030405060r×10kt/(b)例題：如下列圖，為在溫度為10左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖。箱內(nèi)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(dāng)a、

7、b兩端電壓uab0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)k接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高，當(dāng)uab0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)k斷開(kāi)，停止加熱，恒溫箱內(nèi)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(shí)，k接通，箱內(nèi)的溫度提高，導(dǎo)致rt減小。當(dāng)rt20k時(shí)到達(dá)電橋平衡，此時(shí)uab0，而uab0是k斷開(kāi)、閉合的分界點(diǎn)，故此溫度可由圖7(b)中讀出，rt20k時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度t35。mvur例題：，r10，u160 v，電壓表的讀數(shù)為110 v，求通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率是多少？在電動(dòng)機(jī)中發(fā)熱的功率是多少？電動(dòng)機(jī)工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少？解析：設(shè)電動(dòng)機(jī)兩

8、端的電壓為u1，電阻r兩端的電壓為u2，那么u1110 v，u2uu1(160110)v50 v。通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為i，那么i5 a。輸入到電功機(jī)的電功率p電u1i110×5 w550 w。在電動(dòng)機(jī)中發(fā)熱的功率p熱i2r52×0.6 w15 w。電動(dòng)機(jī)工作1 h所產(chǎn)生的熱量qi2rt52××3600 j54000 j。例題：燈l與電動(dòng)機(jī)d并聯(lián)，燈l上標(biāo)有200w字樣，電動(dòng)機(jī)d上標(biāo)有w字樣，當(dāng)電源兩端a、b加上220v電壓時(shí)，燈和電動(dòng)機(jī)均正常工作，求：電燈正常工作時(shí)的電阻。解析：因?yàn)殡姛羰羌冸娮栌秒娖?，所以電燈正常工作時(shí)的功率可表示為puii2r，燈正常工

9、作時(shí)p200w，根據(jù)pi2r知，只要求出燈正常工作時(shí)的電流，即可求出電燈正常工作時(shí)的電阻。對(duì)電路所有用電器，利用 pui可求得電路中的電流強(qiáng)度。整個(gè)電路用電器正常工作的總功率為：pplpd2200w，由于電壓u220v。根據(jù)pui得，電路中的電流i10a。對(duì)燈l由pi2r得燈正常工作時(shí)的電阻r2，即燈正常工作時(shí)的電阻為2。例題4：某電阻兩端電壓為16 v，在30 s內(nèi)通過(guò)電阻橫截面的電量為48 c，此電阻為多大？30 s內(nèi)有多少個(gè)電子通過(guò)它的橫截面？解析：由題意知u16 v，t30 s，q48 c。通過(guò)電阻的電流i1.6 a據(jù)歐姆定律i得，r10通過(guò)橫截面的電子數(shù)n×1020個(gè)故此電

10、阻為10×1020個(gè)電子通過(guò)它的橫截面。例題：，導(dǎo)線原來(lái)的電阻多大？假設(shè)把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長(zhǎng)為三倍，另一半不變，其電阻是原來(lái)的多少倍？解析：，設(shè)每段導(dǎo)線的電阻為r，那么，r2，所以導(dǎo)線原來(lái)的電阻為4r8。假設(shè)把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的3倍，那么這一半的電阻變?yōu)?×936，另一半的電阻為4，所以拉長(zhǎng)后的總電阻為40，是原來(lái)的5倍。例題：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：av短路ab解：燈絲在通電后一定會(huì)發(fā)熱，當(dāng)溫度到達(dá)一定值時(shí)才會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，這時(shí)溫度能到達(dá)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。例題：如下列圖，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(fā)生短路，這時(shí)接在a處的電壓表示數(shù)為10v，電流表的示數(shù)為40ma，求發(fā)生短路處距a處有多遠(yuǎn)？