第十章 恒定电流

1、第十章 恒定电流电流的概念 例：（1）导体中的电流是5A，那么在3.2S内有_C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于_个电子通过该截面。 （2）某电解槽内，在通电的2s内共有3C的正电荷和3C的负电荷通过槽内某一横截面，则通过电解槽的电流为_A。电流的概念 例：设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为_；若电子的电量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电量为_；若导体中的电流I，则电子定向移动的速率为_。电流的概念 例：在氢原子模型中，电子绕核运动可等效为一个环形电流。设氢原子中电子在半径为r的轨道上运动

2、，其质量、电量分别用m和e来表示，则等效电流I等于多少?电流的概念 例：在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U作用下被加速，且形成电流为I的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子质量为m，电量为e，进入加速电场之前的初速不计，则t秒内打在荧光屏上的电子数为多少？电流的概念 例：有一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（ ）电流的概念 例：来自质子源的质子（初速为0），经一加速电压为800kV的直线加速

3、器加速，形成电流为1mA的细柱形质子流。已知质子的电量为e=1.610-19C，这束质子流每秒钟打到靶上的质子数是多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中质子数分别为n1和n2，求n1和n2的比值。电流的概念 例：在一根长l=5m，横截面积S=3.510-4m2的铜质导线两端加2510-3V电压。己知铜的电阻率=1.7510-8m，则该导线中的电流多大？每秒通过导线某一横截面的电子数为多少？电阻定律 例：（1）一只断灯丝的灯泡，摇接灯丝后使用，要比原来亮一些，这是因为灯丝的（ ）A电阻变小B电阻增大C电阻率减小D

4、电阻率增大 （2）一根金属丝，将其对折后并联起来，则电阻变为原来的_倍。电阻定律 例：（1）两种材料不同的电阻丝，长度之比为1 5，截面积之比为2 3，电阻之比为2 5，则材料的电阻率之比为_。 （2）电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路，水银柱中通过的电流为0.1A。今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原管的2倍，重新与该电源组成电路，则流过水银柱的电流为_A。电阻定律 例：一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上 2V电压时通过其中的电流为 4A，现将电阻丝均匀地拉长，然后两端加上1V电压，这时通过它的电流为0.5A。由此可知，这根电阻丝已被均匀地拉长为原长的_倍。电阻定律例：如图所

5、示是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（其长度L为50cm左右，直径D为10cm左右），镀膜材料的电阻率已知，管的两端有电箍MN。现给你米尺、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键和若干导线。请你设计一个测定膜层厚度d的实验方案。（1）实验中应测定的物理量是： 。（2）在虚线框内用符号画出测量电路图。（3）计算膜层厚度的公式是 。NM电阻定律 例：在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 ，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？如图所示.V短路AAB电阻定律例：A、B两地间铺有通讯电缆，长

6、为L，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆。在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻.检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置：（1）令B端的双线断开，在A处测出双线两端间的电阻RA；（2）令A端的双线断开，在B处测出双线两端的电阻RB；（3）在A端的双线间加一已知电压UA，在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB。试由以上测量结果确定损坏处的位置. 电阻定律 例：现有半球形导体材料，接成下图所示两种形式，则两种接法的电阻之比（ ） A1 4B1 1C1 2D4 1部分电路欧姆定律 例：如图所示

7、，4只电阻串联于某电路中.已测出UAC=9V， UBD=6V， R2=R4则UAE为（ ）A3VB7.5VC15VD无法确定ABCDER1R2R3R4部分电路欧姆定律 例：如图所示，A B间电压恒为U，当滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动的过程中灯泡上的电压数值是（ ）A一直为UB一直为0 C逐渐增大到UD逐渐增大到0ABP部分电路欧姆定律 例：如图所示，R1=8、R2=2、R3=3.2通以电流，各个电阻电压之比U1:U2:U3=_，各电阻电流强度之比I1:I2:I3=_ 。R1R2R3部分电路欧姆定律 例：如图所示，求下列几中情况下A、B间的等效电阻。AS1 S2均断开BS1合上 S2断开CS

8、1断开 S2合上DS1 S2均合上S1R1R2R3S2AB部分电路欧姆定律 例：将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻（）A很接近R1而略大于R1B很接近R1而略小于R1C很接近R2而略大于R2D很接近R2而略小于R2部分电路欧姆定律 例：（1）把“1.5V 0.3A”的电珠接到6V的电源上，为使正常发光,需要串联一只_的电阻。（2）电阻R1=60和R2串联后，R2上的电压是总电压的2/3，已知总电压为18V，则R2=_ _ R2两端电压_ _V 。部分电路欧姆定律 例：如图所示电路中，已知I=3A，I1=2A，R1=10，R2=5，R3=30，则通过电

9、流表的电流方向为向_，电流的大小为_A.部分电路欧姆定律 例：如图所示电路中，已知I=3A，I1=2A，R1=10，R2=5，R3=30，则通过电流表的电流方向为向_，电流的大小为_A.部分电路欧姆定律 例：如图所示的电路中，R1=3k，R2=2k，R3=1.5k，R4=1k，R5=2k，b处接地，干路电流I=9mA（1）当S断开时，c、d处电势各为多少？（2）当S闭合时，通过R1的电流I1=4mA，干路电流I不变，则通过R2、R3、R4的电流各为多少?c点的电势为多少?部分电路欧姆定律例：如图所示电路中，4个电阻阻值均为R.电键S闭合时，有质量为m带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器

10、的正中间.现在断开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并与该极板碰撞.碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰撞后小球所带电量发生变化，所带电荷的性质与该板所带电荷相同.碰撞后小球恰好能运动至另一极板.设两极板间距离为d，设电源输出电压恒定.问:（1）电源输出电压多大？（2）小球与极板碰撞后所带电量q为多少？部分电路欧姆定律 例：如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生故障的可能是（ ）AR1断路BR2断路CR3断路DR4断路部分电路欧姆定律 例：在如图所示的电路中，R1，R2，R3和R4皆

11、为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5滑动触点向图中a端移动时（ ）AI变大，U变小BI变大，U变大CI变小，U变大DI变小，U变小部分电路欧姆定律 例：在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻呵视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱，则（）A电压表的示数变大B小灯泡消耗的功率变小C通过R2的电流变小D电源阳极问的电压变小电功与电热 例：通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为

12、I/2时，则在时间t内产生的热量为（ ）A4Q B2QCQ/2DQ/4电功与电热 例：一台电动机额定电压为220 V，线圈电阻R=0.5 ,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A，电动机正常工作10 min，求（1）消耗的电能.（2）产生的热量.（3）输出的机械能.电功与电热 例：（1）一台电动机的电阻为4，在220V的额定电压下运行时，发热消耗的电功率为400W.若电动机工作5min，则电流做功_J. （2）一个用电器上标有“2k，20W”，允许加在这个用电器两端的最大电压为_V，这个用电器允许通过的最大电流为_A.当这个用电器两端加上20V电压时，它实际消耗电流功率为_W. 电功与电

13、热 例：如图所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是：A灯“10V，10W”，B灯“60V，60W”，c灯“40V，40W”，D灯“30V，30W”.在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是（）APBPDPAPCBPBPAPDPCCPBPDPCPADPAPCPDPB电功与电热 例：两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示电路中最合理的是图（）电功与电热 例：有一电热器上标有“220V，40”字样，用这个电热器在额定电压下将质量是2 kg、初温度为20 的水煮沸

14、，若电热器的效率为50%，需要多长时间？电功与电热 例：在图所示电路中，电源电动势E=5V，内阻r=10，固定电阻R=90，R0是可变电阻，在R0由零增加到400的过程中，求： （1）可变电阻R0上消耗的热功率最大条件和最大功率。 （2）电池的内电阻r和固定电阻上消耗的最小热功率之和。电功与电热 例：某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转蕊的转动情况.测得冰箱致冷时，转盘每12s转一转；冰箱保温时，转盘每120s转一转.电能表上标明“2000r/(kWh)”.该同学还测得冰箱每小时致冷10min，保温50min.每月按30d（天）计.则该冰箱月耗电

15、为_（kWh）（度）。电功与电热 例：如图所示，电阻R1=20，电动机的绕组R2=10.当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是（ ） AI=1.5ABI1.5ACP=15WDP15W 电功与电热 例：一个灯泡L，标有“6V，12W”字样，一台直流电动机D，其线圈电阻为2，把L与D并联，当电动机正常丁作时，灯泡也正常发光.把L与D串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的3/4.求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率（假定灯泡电阻保持不变）.电功与电热 例：微型吸尘器的直流电动机的电阻一定，当加

16、在电机上的电压为0.3V时，电机不转，但流过电机的电流为0.3A；当所加电压为2V时，电机正常工作，工作电流为0.8A，求此时电动机输出的有用功率是多少？电功与电热 例：如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6， R=10 ，U=160 V，电压表的读数为110 V，求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？（5）电动机的输出功率。电功与电热 例：如图所示为某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg，电源的电动势=110V.不计电源电阻及各处的摩擦，当电动机以v=0.9

17、m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A，试求电动机线圈的电阻.电功与电热 例：如图所示，已知电源电动势为20V，内阻不计，当接入固定电阻R=5时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L和内阻r=0.5的小型直流电动机恰能正常工作，求：（1）电路中的电流强度？ （2）电动机的额定工作电压？（3）电源的总功率？电功与电热例：环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3103kg。当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下（1）求驱动电机的输入功率P电；（2）若驱动电机能够将

18、输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g=10m/s2）；（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率P0=41026W，太阳到地球的距离r=1.51011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。闭合电路欧姆定律 例：已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的阻值变化范围是010。求：（1）电源的最大输出功率；（2）R1上消耗的最大功率；（3）R2上消耗的最大功率。ErR2R1闭合电路欧姆定律

19、例：如图所示的电路中，电池的电动势为 E，内阻为 r，电路中的电阻 R1、R2 和 R3 的阻值都相同。在电键 S处于闭合状态下，若将电键 S1 由位置 1切换到位置 2，则（）A电压表的示数变大B电池内部消耗的功率变大C电阻 R2 两端的电压变大D电池的效率变大闭合电路欧姆定律 例：如图所示的电路中，电池的电动势为 E，内阻为 r，电路中的电阻 R1、R2 和 R3 的阻值都相同。在电键 S处于闭合状态下，若将电键 S1 由位置 1切换到位置 2，则（）A电压表的示数变大B电池内部消耗的功率变大C电阻 R2 两端的电压变大D电池的效率变大闭合电路欧姆定律 例：如图所示，图线为一电源的路端电压随电流变化的图线，图线为一导体两端电压和导体中电流的关系图线。若该导体