欧姆定律、功及电功率.doc

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1、欧姆定律、电功及电功率类型题：电流强度表达式的理解及运用电流强度通常有两种表达形式，应用时要注意：(1)I＝，此式为定义式，它适用于一切电路，要弄清q的含义：①q是通过整个导体横截面积的电量，不是单位面积上的电量．②当异种电荷反向通过某一截面时，所形成的电流是同向的．电量q应为

2、q1

3、＋

4、q2

5、.（2）I＝nqvS，它来源于定义式，当然也适用于一切电路，应用时尤其注意v的含义，它是电荷定向移动的速度，不是电流的传导速率3×108m/s(3)与电流有关的几种速率【例题】在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子

6、进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　)A.　　　　　　　　　B.C.D.[解析]　由动能定理有eU＝mv2，设Δl内的电子在t时间内全部通过电流截面S，如图所示，则t＝，在这段时间内通过截面S的电量q＝ne，由电流强度的定义有I＝，即I＝＝，则n＝＝，B项正确．【变式训练】如图所示是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB之间有很强的电场，空气被电离为电子

7、和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附nmol电子，每昼夜能除mkg，试计算高压电源的电流I.已知电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t.解析：由于电离的气体中的电子和正离子同时导电，则流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电荷量q′的关系是：q′＝而q′＝mnNAe，所以I＝＝＝。【变式训练】来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.

8、60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在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，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=_______。★解析：按定义，L4L质子源v1v2由于各处电流相同，设单位长度的电子数为n，则：，由则类型题：电阻定律的理解运用【例题】如图为平原上的三相高压输电线路示意图．每根输电杆高度相同、等距排列，相邻输电杆间三段导线长度相同．已知输电线粗细均匀，横截面均为S，电阻率均为ρ，密度均

9、为ρ1.若相邻输电杆间每根输电线两端电压为U、每根电线输电电流为I，不计导线电流间相互作用力．则导线对每根输电杆的总作用力大小为(　　)A.B.C.D.解析：由对称性可知，每根输电杆承受三段导线的重力，即导线对每根输电杆的作用力为3mg(式中m为相邻两输电杆之间一段导线的质量)．而m＝ρ1·S·l，由电阻定律：R＝ρ，R＝，联立以上各式，可知B项正确．【变式训练】神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知青蛙

10、的髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2μm左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率；(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32πcm3，当在其两底面间加上1000V的电压时，通过该圆柱体的电流为10πμA，求该圆柱体的圆面半径和高．解析：(1)由电阻定律：R＝ρ⇒ρ＝所以ρ＝Ω·m＝8×106Ω·m，(2)由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式：R＝，由R＝ρ得＝，联立πr2h＝V，代入数据解得h＝0.02m，r＝0.04m【变式训练】材料的电

11、阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1+at),其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t=0℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知：在0℃时，铜的电阻率为1.7×10–8Ω•m,碳的电阻率为3.5×10-5Ω•m,附近，在0℃时，.铜的电阻温度系数为3.9×10–3℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1.将横截

12、面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m的导体，要求其电阻在0℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。解析：设所需碳棒的长度为L1，电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒的长度为L2，电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.根据题意有ρ1＝ρ10(1＋α1t)①ρ2＝ρ20(1＋α2t)②式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0℃时的电阻率