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如圖所示,實(shí)線表示一正點(diǎn)電荷和金屬板間的電場分布圖線,虛線為一帶電粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)的運(yùn)動軌跡,帶電的粒子只受電場力的作用,.那么下列說法結(jié)論正確的是( 。
A.帶電粒子從P到Q過程中動能逐漸減小
B.P點(diǎn)電勢比Q點(diǎn)電勢高
C.帶電粒子在P點(diǎn)時具有的電勢能大于在Q點(diǎn)時具有的電勢能
D.帶電粒子的加速度逐漸變大
魔方格
AB
請?jiān)谶@里輸入關(guān)鍵詞:
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:咸陽三模 題型:多選題

如圖所示,實(shí)線表示一正點(diǎn)電荷和金屬板間的電場分布圖線,虛線為一帶電粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)的運(yùn)動軌跡,帶電的粒子只受電場力的作用,.那么下列說法結(jié)論正確的是(  )
A.帶電粒子從P到Q過程中動能逐漸減小
B.P點(diǎn)電勢比Q點(diǎn)電勢高
C.帶電粒子在P點(diǎn)時具有的電勢能大于在Q點(diǎn)時具有的電勢能
D.帶電粒子的加速度逐漸變大
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科目:高中物理 來源:2011年陜西省咸陽市高考物理三模試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,實(shí)線表示一正點(diǎn)電荷和金屬板間的電場分布圖線,虛線為一帶電粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)的運(yùn)動軌跡,帶電的粒子只受電場力的作用,.那么下列說法結(jié)論正確的是( )
A.帶電粒子從P到Q過程中動能逐漸減小
B.P點(diǎn)電勢比Q點(diǎn)電勢高
C.帶電粒子在P點(diǎn)時具有的電勢能大于在Q點(diǎn)時具有的電勢能
D.帶電粒子的加速度逐漸變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?咸陽三模)如圖所示,實(shí)線表示一正點(diǎn)電荷和金屬板間的電場分布圖線,虛線為一帶電粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)的運(yùn)動軌跡,帶電的粒子只受電場力的作用,.那么下列說法結(jié)論正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個方法來測量物體的帶電量,如圖所示,小球是一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球,用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn),O點(diǎn)固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度θ的量角器,M、N是兩塊相同的、正對著平行放置的金屬板(加上電壓后其內(nèi)部電場可看作勻強(qiáng)電場),另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電流表、開關(guān)、滑動變阻器及導(dǎo)線若干,該小組的實(shí)驗(yàn)步驟如下,請你幫助該小組完成:

(1)用天平測出小球的質(zhì)量m,按圖中所示進(jìn)行器材的安裝,并用刻度尺測出M、N兩板之間的距離d.使小球帶上一定的電荷量。

(2)連接電路(請?jiān)趫D中的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖,電源、開關(guān)已經(jīng)畫出)

(3)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,讀出多組相應(yīng)的電壓表的數(shù)和絲線的偏轉(zhuǎn)角θ

(4)以電壓U為縱坐標(biāo),以______為橫坐標(biāo)作出過原點(diǎn)的直線,求出直線的斜率K。

(5)小球的帶電量q=__ ___.(用m.d.k等物理量表示)


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科目:高中物理 來源: 題型:

某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個方法來測量物體的帶電量,如圖所示,小球是一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球,用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn),O點(diǎn)固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度θ的量角器,M、N是兩塊相同的、正對著平行放置的金屬板(加上電壓后其內(nèi)部電場可看作勻強(qiáng)電場),另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電流表、開關(guān)、滑動變阻器及導(dǎo)線若干,該小組的實(shí)驗(yàn)步驟如下,請你幫助該小組完成:

(1)用天平測出小球的質(zhì)量m,按圖中所示進(jìn)行器材的安裝,并用刻度尺測出M、N兩板之間的距離d.使小球帶上一定的電荷量。

(2)連接電路(請?jiān)趫D中的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖,電源、開關(guān)已經(jīng)畫出)

(3)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,讀出多組相應(yīng)的電壓表的

數(shù)和絲線的偏轉(zhuǎn)角θ

(4)以電壓U為縱坐標(biāo),以______為橫坐標(biāo)作出過原點(diǎn)的直

線,求出直線的斜率K。

(5)小球的帶電量q=__ ___.(用m.d.k等物理量表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

 【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答.若三題都做,則按A、B兩題評分.

A.(選修模塊3—3)(12分)

(1)(4分)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”。

  (A)用手捏面包,面包體積會縮小,說明分子之間有間隙。(   )

  (B)溫度相同的氫氣和氧氣,氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同。(   )

  (C)夏天荷葉上小水珠呈球狀,是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故。(    )

  (D)自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性。(   )

(2)(4分)在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,有下列操作步驟,請補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟的內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟中的計(jì)算式:

  (A)用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒,記下的油酸酒精溶液的滴數(shù);

  (B)將痱子粉末均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上,用滴管吸取濃度為的油酸酒精溶液,逐滴向水面上滴入,直到油酸薄膜表面足夠大,且不與器壁接觸為止,記下滴入的滴數(shù);

  (C)________________________________;

  (D)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長的正方形為單位,計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù);

  (E)用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑______。

(3)如圖所示,上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置,截面積為40cm2的活塞將

一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)距缸底60cm   

處設(shè)有卡環(huán)ab,使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上,缸內(nèi)氣體的壓

強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa,溫度為300K,F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體,當(dāng)

溫度緩慢升高為330K,活塞恰好離開ab;當(dāng)溫度緩慢升高為360K時,活塞上

升了4cm。求:

(1)活塞的質(zhì)量;

(2)整個過程中氣體對外界做的功。

B.(選修模塊3—4)(12分)

(1)(4分)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”。

   (A)光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設(shè)之一。(     )

   (B)拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度。(      )

   (C)光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中的速度。(     )

(D)變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場;變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場。(     )

   

(2)(4分)如圖為一橫波發(fā)生器的顯示屏,可以顯示出波由0點(diǎn)從左向右傳播的圖像,屏上每一小格長度為1cm。在t=0時刻橫波發(fā)生器上能顯示的波形如圖所示。因?yàn)轱@示屏的局部故障,造成從水平位置A到B之間(不包括A、B兩處)的波形無法被觀察到(故障不影響波在發(fā)生器內(nèi)傳播)。此后的時間內(nèi),觀察者看到波形相繼傳經(jīng)B、C處,在t=5秒時,觀察者看到C處恰好第三次(從C開始振動后算起)出現(xiàn)平衡位置,則該波的波速可能是

(A)3.6cm/s    (B)4.8cm/s

(C)6cm/s     (D)7.2cm/s

 

 

 

(3)(4分)如圖所示,某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針、確定入射光線,并讓入射光線過圓心,在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針,使擋住、的像,連接。圖中為分界面,虛線半圓與玻璃磚對稱,、分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn),、均垂直于法線并分別交法線于、點(diǎn)。設(shè)的長度為,的長度為,的長度為,的長度為,求:

①為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測量(用上述給  

出量的字母表示),

②玻璃磚的折射率

 

 

C.(選修模塊3—5)(12分)

(1)下列說法中正確的是________

(A)X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的

(B)放射性元素發(fā)生一次β衰變,原子序數(shù)增加1

(C)光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性,康普頓效應(yīng)揭示了光具有波動性

(D)原子核的半衰期不僅與核內(nèi)部自身因素有關(guān),還與原子所處的化學(xué)狀態(tài) 

有關(guān)

(2)氫原子的能級如圖所示,當(dāng)氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時,輻射的光  

子照射在某金屬上,剛好能發(fā)生光電效應(yīng),則該金屬的逸出功為 ▲  eV。

現(xiàn)有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷,在輻射出的各種頻率的

光子中,能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有  ▲    種。

 

(3)如圖,質(zhì)量為m的小球系于長L=0.8m的輕繩末端。繩的另一端

系于O點(diǎn)。將小球移到輕繩水平位置后釋放,小球擺到最低點(diǎn)A

時,恰與原靜止于水平面上的物塊P相碰。碰后小球回擺,上升的

最高點(diǎn)為B,AB的高度差為h=0.2m。已知P的質(zhì)量為M=3m

P與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,小球與P的相互作用時間

極短。求P沿水平面滑行的距離。

 

 

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科目:高中物理 來源:江蘇省鎮(zhèn)江市2010屆高三考前最后一卷3 題型:實(shí)驗(yàn)題

 【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答.若三題都做,則按A、B兩題評分.

A.(選修模塊3—3)(12分)

(1)(4分)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”。

  (A)用手捏面包,面包體積會縮小,說明分子之間有間隙。(    )

  (B)溫度相同的氫氣和氧氣,氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同。(    )

  (C)夏天荷葉上小水珠呈球狀,是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故。(    )

  (D)自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性。(    )

(2)(4分)在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,有下列操作步驟,請補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟的內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟中的計(jì)算式:

  (A)用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒,記下的油酸酒精溶液的滴數(shù);

  (B)將痱子粉末均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上,用滴管吸取濃度為的油酸酒精溶液,逐滴向水面上滴入,直到油酸薄膜表面足夠大,且不與器壁接觸為止,記下滴入的滴數(shù);

  (C)________________________________;

  (D)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長的正方形為單位,計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù);

  (E)用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑______

(3)如圖所示,上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置,截面積為40cm2的活塞將

一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)距缸底60cm   

處設(shè)有卡環(huán)ab,使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上,缸內(nèi)氣體的壓

強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa,溫度為300K,F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體,當(dāng)

溫度緩慢升高為330K,活塞恰好離開ab;當(dāng)溫度緩慢升高為360K時,活塞上

升了4cm。求:

(1)活塞的質(zhì)量;

(2)整個過程中氣體對外界做的功。

B.(選修模塊3—4)(12分)

(1)(4分)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”。

   (A)光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設(shè)之一。(      )

   (B)拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度。(      )

   (C)光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中的速度。(      )

(D)變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場;變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場。(      )

   

(2)(4分)如圖為一橫波發(fā)生器的顯示屏,可以顯示出波由0點(diǎn)從左向右傳播的圖像,屏上每一小格長度為1cm。在t=0時刻橫波發(fā)生器上能顯示的波形如圖所示。因?yàn)轱@示屏的局部故障,造成從水平位置A到B之間(不包括A、B兩處)的波形無法被觀察到(故障不影響波在發(fā)生器內(nèi)傳播)。此后的時間內(nèi),觀察者看到波形相繼傳經(jīng)B、C處,在t=5秒時,觀察者看到C處恰好第三次(從C開始振動后算起)出現(xiàn)平衡位置,則該波的波速可能是

(A)3.6cm/s    (B)4.8cm/s

(C)6cm/s     (D)7.2cm/s

 

 

 

(3)(4分)如圖所示,某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針、確定入射光線,并讓入射光線過圓心,在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針,使擋住、的像,連接。圖中為分界面,虛線半圓與玻璃磚對稱,、分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn),、均垂直于法線并分別交法線于、點(diǎn)。設(shè)的長度為,的長度為的長度為,的長度為,求:

①為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測量(用上述給  

出量的字母表示),

②玻璃磚的折射率

 

 

C.(選修模塊3—5)(12分)

(1)下列說法中正確的是________

(A)X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的

(B)放射性元素發(fā)生一次β衰變,原子序數(shù)增加1

(C)光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性,康普頓效應(yīng)揭示了光具有波動性

(D)原子核的半衰期不僅與核內(nèi)部自身因素有關(guān),還與原子所處的化學(xué)狀態(tài) 

有關(guān)

(2)氫原子的能級如圖所示,當(dāng)氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時,輻射的光  

子照射在某金屬上,剛好能發(fā)生光電效應(yīng),則該金屬的逸出功為 ▲  eV。

現(xiàn)有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷,在輻射出的各種頻率的

光子中,能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有   ▲    種。

 

(3)如圖,質(zhì)量為m的小球系于長L=0.8m的輕繩末端。繩的另一端

系于O點(diǎn)。將小球移到輕繩水平位置后釋放,小球擺到最低點(diǎn)A

時,恰與原靜止于水平面上的物塊P相碰。碰后小球回擺,上升的

最高點(diǎn)為B,AB的高度差為h=0.2m。已知P的質(zhì)量為M=3m

P與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,小球與P的相互作用時間

極短。求P沿水平面滑行的距離。

 

 

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科目:高中物理 來源:江蘇省無錫市洛社中學(xué)2011-2012學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理試題(選修) 題型:058

某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個方案來測量物體的電荷量.如下圖甲所示,將一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球,用絕緣絲線懸掛于天花板上的O點(diǎn),O點(diǎn)豎直固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度的量角器,M、N是兩塊相同的、正對著豎直平行放置的金屬薄板(加上電壓后其內(nèi)部電場可看作勻強(qiáng)電場),兩塊金屬薄板與量角器所在平面垂直.另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電源E、電壓表V、開關(guān)S、滑動變阻器R及導(dǎo)線若干.若在整個實(shí)驗(yàn)過程中不考慮微量的靜電泄漏,小球始終不與金屬薄板相碰,試根據(jù)如下實(shí)驗(yàn)操作回答:

(1)用天平測出小球的質(zhì)量m,按圖甲所示進(jìn)行器材的安裝,并用刻度尺測出M、N兩板之間的距離d,然后使小球帶上一定的電荷量;

(2)小組成員預(yù)先設(shè)計(jì)了如下圖乙、丙所示的控制電路,為了使M、N兩板之間的電勢差(即電壓表的示數(shù))能從0開始逐漸增大,應(yīng)該選用圖________控制電路(選填“乙”或“丙”);

(3)正確選擇控制電路與圖甲中的接線柱A、B連接后,閉合開關(guān)S,緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器R滑片P,記錄下多組電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)的絲線偏離豎直方向的夾角;

(4)以U為縱坐標(biāo),以tan為橫坐標(biāo),將上述多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)后可得到一條過原點(diǎn)的直線,若該直線的斜率k,則被測小球的電荷量q=________(用m、d、k、g表示);

(5)在完成最后一組數(shù)據(jù)測量后,該小組成員采用特殊手段將接線柱A、B與控制電路脫開,在確保金屬薄板M、N上已有電荷量不變的條件下:①若將M、N兩板間距d緩慢適量增大,則懸掛小球的絕緣絲線偏離豎直方向的夾角將________(選填“增大”、“不變”或“減小”);②若將絕緣絲線在懸點(diǎn)O處瞬間剪斷,則小球?qū)⒆鍪裁葱问降倪\(yùn)動?答:________.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)如圖1所示,在水平放置的光滑金屬板中點(diǎn)的正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷Q,一表面絕緣帶正電的金屬小球(可視為質(zhì)點(diǎn),且不影響原電場)以速度v0在金屬板上自左端向右端運(yùn)動,小球做
勻速直線
勻速直線
運(yùn)動;受到的電場力做的功為
0
0


(2)某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖2甲所示.在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B,滑塊P上固定一寬度為d的遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會輸出電壓,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連.滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動,遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時,通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖2乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象.
①實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖2乙中的△t1
=
=
△t2(選填“>”、“=”或“<”)時,說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平.
②滑塊P用細(xì)線跨過定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖2甲所示位置釋放,通過計(jì)算機(jī)得到如圖2乙所示圖象,若△t1、△t2、d和m已知,要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,還應(yīng)測出的物理量是
滑塊的質(zhì)量
滑塊的質(zhì)量
兩光電傳感器間距離
兩光電傳感器間距離

(3)某金屬材料制成的電阻Rr阻值隨溫度變化而變化,為了測量Rr在0到100℃之間的多個溫度下的電阻阻值.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路.其中A為量程為1mA、內(nèi)阻忽略不計(jì)的電流表,E為電源,R1為滑動變阻器,RB為電阻箱,S為單刀雙擲開關(guān).
①完成下面實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:
a.調(diào)節(jié)溫度,使得Rr的溫度達(dá)到T1,
b.將S撥向接點(diǎn)l,調(diào)節(jié)
滑動變阻器
滑動變阻器
,使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置,記下此時電流表的讀數(shù)I;
c.將S撥向接點(diǎn)2,調(diào)節(jié)
電阻箱
電阻箱
,使
電流表示數(shù)為I
電流表示數(shù)為I
,記下此時電阻箱的讀數(shù)R0;
d.則當(dāng)溫度為T1時,電阻Rr=
R0
R0

e.改變Rr的溫度,在每一溫度下重復(fù)步驟②③④,即可測得電阻溫度隨溫度變化的規(guī)律.
②由上述實(shí)驗(yàn)測得該金屬材料制成的電阻Rr隨溫度t變化的圖象如4圖甲所示.若把該電阻與電池(電動勢E=1.5V,內(nèi)阻不計(jì))、電流表(量程為5mA、內(nèi)阻Rg=100Ω)、電阻箱R′串聯(lián)起來,連成如圖4乙所示的電路,用該電阻作測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計(jì)”.
a.電流刻度較大處對應(yīng)的溫度刻度
較小
較小
;(填“較大”或“較小”)
b.若電阻箱取值阻值R'=50Ω,則電流表5mA處對應(yīng)的溫度數(shù)值為
50
50
℃.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

第九部分 穩(wěn)恒電流

第一講 基本知識介紹

第八部分《穩(wěn)恒電流》包括兩大塊:一是“恒定電流”,二是“物質(zhì)的導(dǎo)電性”。前者是對于電路的外部計(jì)算,后者則是深入微觀空間,去解釋電流的成因和比較不同種類的物質(zhì)導(dǎo)電的情形有什么區(qū)別。

應(yīng)該說,第一塊的知識和高考考綱對應(yīng)得比較好,深化的部分是對復(fù)雜電路的計(jì)算(引入了一些新的處理手段)。第二塊雖是全新的內(nèi)容,但近幾年的考試已經(jīng)很少涉及,以至于很多奧賽培訓(xùn)資料都把它刪掉了。鑒于在奧賽考綱中這部分內(nèi)容還保留著,我們還是想粗略地介紹一下。

一、歐姆定律

1、電阻定律

a、電阻定律 R = ρ

b、金屬的電阻率 ρ = ρ0(1 + αt)

2、歐姆定律

a、外電路歐姆定律 U = IR ,順著電流方向電勢降落

b、含源電路歐姆定律

在如圖8-1所示的含源電路中,從A點(diǎn)到B點(diǎn),遵照原則:①遇電阻,順電流方向電勢降落(逆電流方向電勢升高)②遇電源,正極到負(fù)極電勢降落,負(fù)極到正極電勢升高(與電流方向無關(guān)),可以得到以下關(guān)系

UA ? IR ? ε ? Ir = UB 

這就是含源電路歐姆定律。

c、閉合電路歐姆定律

在圖8-1中,若將A、B兩點(diǎn)短接,則電流方向只可能向左,含源電路歐姆定律成為

UA + IR ? ε + Ir = UB = UA

 ε = IR + Ir ,或 I = 

這就是閉合電路歐姆定律。值得注意的的是:①對于復(fù)雜電路,“干路電流I”不能做絕對的理解(任何要考察的一條路均可視為干路);②電源的概念也是相對的,它可以是多個電源的串、并聯(lián),也可以是電源和電阻組成的系統(tǒng);③外電阻R可以是多個電阻的串、并聯(lián)或混聯(lián),但不能包含電源。

二、復(fù)雜電路的計(jì)算

1、戴維南定理:一個由獨(dú)立源、線性電阻、線性受控源組成的二端網(wǎng)絡(luò),可以用一個電壓源和電阻串聯(lián)的二端網(wǎng)絡(luò)來等效。(事實(shí)上,也可等效為“電流源和電阻并聯(lián)的的二端網(wǎng)絡(luò)”——這就成了諾頓定理。)

應(yīng)用方法:其等效電路的電壓源的電動勢等于網(wǎng)絡(luò)的開路電壓,其串聯(lián)電阻等于從端鈕看進(jìn)去該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源為零值時的等效電阻。

2、基爾霍夫(克希科夫)定律

a、基爾霍夫第一定律:在任一時刻流入電路中某一分節(jié)點(diǎn)的電流強(qiáng)度的總和,等于從該點(diǎn)流出的電流強(qiáng)度的總和。

例如,在圖8-2中,針對節(jié)點(diǎn)P ,有

I2 + I3 = I1 

基爾霍夫第一定律也被稱為“節(jié)點(diǎn)電流定律”,它是電荷受恒定律在電路中的具體體現(xiàn)。

對于基爾霍夫第一定律的理解,近來已經(jīng)拓展為:流入電路中某一“包容塊”的電流強(qiáng)度的總和,等于從該“包容塊”流出的電流強(qiáng)度的總和。

b、基爾霍夫第二定律:在電路中任取一閉合回路,并規(guī)定正的繞行方向,其中電動勢的代數(shù)和,等于各部分電阻(在交流電路中為阻抗)與電流強(qiáng)度乘積的代數(shù)和。

例如,在圖8-2中,針對閉合回路① ,有

ε3 ? ε2 = I3 ( r3 + R2 + r2 ) ? I2R2 

基爾霍夫第二定律事實(shí)上是含源部分電路歐姆定律的變體(☆同學(xué)們可以列方程 UP = … = UP得到和上面完全相同的式子)。

3、Y?Δ變換

在難以看清串、并聯(lián)關(guān)系的電路中,進(jìn)行“Y型?Δ型”的相互轉(zhuǎn)換常常是必要的。在圖8-3所示的電路中

☆同學(xué)們可以證明Δ→ Y的結(jié)論…

Rc = 

Rb = 

Ra = 

Y→Δ的變換稍稍復(fù)雜一些,但我們?nèi)匀豢梢缘玫?/p>

R1 = 

R2 = 

R3 = 

三、電功和電功率

1、電源

使其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。如發(fā)電機(jī)、電池等。發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽桓呻姵、蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔;光電池是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔;原子電池是將原子核放射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔;在電子設(shè)備中,有時也把變換電能形式的裝置,如整流器等,作為電源看待。

電源電動勢定義為電源的開路電壓,內(nèi)阻則定義為沒有電動勢時電路通過電源所遇到的電阻。據(jù)此不難推出相同電源串聯(lián)、并聯(lián),甚至不同電源串聯(lián)、并聯(lián)的時的電動勢和內(nèi)阻的值。

例如,電動勢、內(nèi)阻分別為ε1 、r1和ε2 、r2的電源并聯(lián),構(gòu)成的新電源的電動勢ε和內(nèi)阻r分別為(☆師生共同推導(dǎo)…)

ε = 

r = 

2、電功、電功率

電流通過電路時,電場力對電荷作的功叫做電功W。單位時間內(nèi)電場力所作的功叫做電功率P 。

計(jì)算時,只有W = UIt和P = UI是完全沒有條件的,對于不含源的純電阻,電功和焦耳熱重合,電功率則和熱功率重合,有W = I2Rt = t和P = I2R = 

對非純電阻電路,電功和電熱的關(guān)系依據(jù)能量守恒定律求解。 

四、物質(zhì)的導(dǎo)電性

在不同的物質(zhì)中,電荷定向移動形成電流的規(guī)律并不是完全相同的。

1、金屬中的電流

即通常所謂的不含源純電阻中的電流,規(guī)律遵從“外電路歐姆定律”。

2、液體導(dǎo)電

能夠?qū)щ姷囊后w叫電解液(不包括液態(tài)金屬)。電解液中離解出的正負(fù)離子導(dǎo)電是液體導(dǎo)電的特點(diǎn)(如:硫酸銅分子在通常情況下是電中性的,但它在溶液里受水分子的作用就會離解成銅離子Cu2+和硫酸根離子S,它們在電場力的作用下定向移動形成電流)。

在電解液中加電場時,在兩個電極上(或電極旁)同時產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的過程叫作“電解”。電解的結(jié)果是在兩個極板上(或電極旁)生成新的物質(zhì)。

液體導(dǎo)電遵從法拉第電解定律——

法拉第電解第一定律:電解時在電極上析出或溶解的物質(zhì)的質(zhì)量和電流強(qiáng)度、跟通電時間成正比。表達(dá)式:m = kIt = KQ (式中Q為析出質(zhì)量為m的物質(zhì)所需要的電量;K為電化當(dāng)量,電化當(dāng)量的數(shù)值隨著被析出的物質(zhì)種類而不同,某種物質(zhì)的電化當(dāng)量在數(shù)值上等于通過1C電量時析出的該種物質(zhì)的質(zhì)量,其單位為kg/C。)

法拉第電解第二定律:物質(zhì)的電化當(dāng)量K和它的化學(xué)當(dāng)量成正比。某種物質(zhì)的化學(xué)當(dāng)量是該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M(克原子量)和它的化合價n的比值,即 K =  ,而F為法拉第常數(shù),對任何物質(zhì)都相同,F(xiàn) = 9.65×104C/mol 。

將兩個定律聯(lián)立可得:m = Q 。

3、氣體導(dǎo)電

氣體導(dǎo)電是很不容易的,它的前提是氣體中必須出現(xiàn)可以定向移動的離子或電子。按照“載流子”出現(xiàn)方式的不同,可以把氣體放電分為兩大類——

a、被激放電

在地面放射性元素的輻照以及紫外線和宇宙射線等的作用下,會有少量氣體分子或原子被電離,或在有些燈管內(nèi),通電的燈絲也會發(fā)射電子,這些“載流子”均會在電場力作用下產(chǎn)生定向移動形成電流。這種情況下的電流一般比較微弱,且遵從歐姆定律。典型的被激放電情形有

b、自激放電

但是,當(dāng)電場足夠強(qiáng),電子動能足夠大,它們和中性氣體相碰撞時,可以使中性分子電離,即所謂碰撞電離。同時,在正離子向陰極運(yùn)動時,由于以很大的速度撞到陰極上,還可能從陰極表面上打出電子來,這種現(xiàn)象稱為二次電子發(fā)射。碰撞電離和二次電子發(fā)射使氣體中在很短的時間內(nèi)出現(xiàn)了大量的電子和正離子,電流亦迅速增大。這種現(xiàn)象被稱為自激放電。自激放電不遵從歐姆定律。

常見的自激放電有四大類:輝光放電、弧光放電、火花放電、電暈放電。

4、超導(dǎo)現(xiàn)象

據(jù)金屬電阻率和溫度的關(guān)系,電阻率會隨著溫度的降低和降低。當(dāng)電阻率降為零時,稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。電阻率為零時對應(yīng)的溫度稱為臨界溫度。超導(dǎo)現(xiàn)象首先是荷蘭物理學(xué)家昂尼斯發(fā)現(xiàn)的。

超導(dǎo)的應(yīng)用前景是顯而易見且相當(dāng)廣闊的。但由于一般金屬的臨界溫度一般都非常低,故產(chǎn)業(yè)化的價值不大,為了解決這個矛盾,科學(xué)家們致力于尋找或合成臨界溫度比較切合實(shí)際的材料就成了當(dāng)今前沿科技的一個熱門領(lǐng)域。當(dāng)前人們的研究主要是集中在合成材料方面,臨界溫度已經(jīng)超過100K,當(dāng)然,這個溫度距產(chǎn)業(yè)化的期望值還很遠(yuǎn)。

5、半導(dǎo)體

半導(dǎo)體的電阻率界于導(dǎo)體和絕緣體之間,且ρ

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