恒定电流加强练习

恒定电流【基础知识】1电流1.1定义：自由．．电荷的定向．．移动1.2形成条件：电势差+自由电荷+回路1.3大小：(单位：安培A，1A=103mA=106µA，标量)A.通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值（计算式）tQI拟环形电流：qITB是哪些因素真正决定了电流值的大小（决定式/微观表达式）Inqsv（取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电子沿导体定向移动的速率设为v；横截面积为S；导体中每单位体积中的自由电荷数为n；每个自由电荷带的电量为q）C.在电路中（部分电路欧姆定律）UIRD.在电路中（闭合电路欧姆定律）EIRr1.4方向：正电荷定向移动的方向=负电荷移动的反方向在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向相反。但电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。1.5几种速度——电流传导速率，电子定向移动速率，电子热运动速度。a电流传导速率等于光速3×108m/sb电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般为10-5m/s的数量级（对每个电子而言）c电子的热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，一般为105m/s数量级。1.6直流电和交流电直流电:方向不随着时间变化的电流.恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流交流电:大小方向随时间发生周期性变化的电流【例】关于电流，下列说法中正确的是（）A电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电量越多B单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大C通电时间越长，电流越大D导体中通过一定的电量所用的时间越短，电流越大【例】金属导体中满足什么条件，就会产生恒定电流（）A有自由电子B导体两端有电势差C导体两端有方向不变的电压D导体两端有恒定电压【例】下列说法中正确的是（）A电流的方向就是电荷移动的方向B在一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极C电流都是由电子的移动形成的D电流是有方向的量，所以是矢量【例】在一个绝缘水平面上有两个完全相同的小球A、B，分别带有+3C和-2C的电荷量，它们之间用带有开关S的导线连接，当开关闭合后，经过0.1s两小球达到静电平衡，求这段时间内通过导线的平均电流大小和方向。【例】某电解池中，若在2s内各有191.010个二价正离子和192.010个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）A0B0.8AC1.6AD3.2A【例】电子绕核运动可以看作为一环形电流。设氢原子中的电子以速度v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流大小为【例】我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流为10mA时（设电子的速度为3107m/s），则在整个环中运行的电子数目为（）A11105B10105C100D100002电阻2.1定义：物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。（电阻是导体的本质属性，与是否接入电路无关）2.2大小(单位：欧姆（Ω）1MΩ=103kΩ=106Ω，标量)A.电阻定律：导体的电阻跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积成反比，还跟导体的材料有关（决定式）lRsB在电路中（部分电路欧姆定律/定义式）URIC.在电路中（闭合电路欧姆定律）ERrI2.3电阻率——反映材料导电性能好坏的物理量。单位是Ωm。电阻率ρ的变化规律（单位m）A.由材料决定：纯金属ρ＜合金ρ＜绝缘体ρB.受温度影响：ρ与T关系：金属ρ：随温度的升高而增大锰铜、镍铜ρ：几乎不随温度而变半导体ρ：随温度的升高而减小（注意由半导体制成的热敏电阻、光敏电阻）超导体ρ：当温度接近0K时，电阻率减小到零☆能够发生超导现象的物体叫超导体。☆转变温度TC：材料由正常状态转变为超导状态的温度。【例】下列关于电阻率的说法中正确的是()A电阻率与导体的长度以及横截面积有关B电阻率由导体的材料决定，且与温度有关C电阻率大的导体，电阻一定大D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制造电阻温度计2.4纯电阻电路与非纯电阻电路纯电阻电路（只将电能转化为热能。例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等）非纯电阻电路（将电能转化为热能+其他形式的能。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等）【例】电路中有一段导体，给它加20mV的电压时，通过它的电流为5mA，可知这段导体的电阻为___Ω，如给它加30mV的电压时，它的电阻为____Ω；如不给它加电压时，它的电阻为_____Ω。【例】一只“220V，100W”的灯泡正常工作时电阻为484Ω，拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻，应是（）A等于484ΩB大于484ΩC小于484ΩD无法确定【例】一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R？（）A当L不变，S增大一倍时B当S不变，L增大一倍时C当L和S都减为原来的一半时D当L和横截面的半径都增大一倍时。【例】两根完全相同的金属导线A和B，现将A拉伸到原来的两倍长度，将B对折后并起来，则它们的电阻之比RA/RB=。【例】一段粗细均匀的电阻丝，横截面直径为d，电阻为R，现把它拉成横截面直径为d/10的均匀细丝，它的电阻变为（）A100RB1000RC10000RDR/10000【例】有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图7所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压测得U＝100V，I＝100mA.求该钻孔的深度．3电源3.1.电源:电源的作用：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。该装置在电源内部把电子从正极搬运到负极（相当于把正电荷从负极搬运到正极），从而保持导体两端有持续的电势差.3.2.电动势E（又叫电源电动势）——非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值★电动势在数值上还等于不接用电器时电源正负两级间的电压=不接用电器时用理想电压表测得的读数也等于在电池内部把1C的正电荷在电源内部从负极送到正极所作的功。也等于内外电路电压之和。★电源电动势是由电源中非静电力的特性决定的，是电源本身的属性。取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质与移送的电荷量q和所做的功w无关，跟电源的体积、形状及是否连入电路、外电路的情况无关★对比电压的概念电压大小——电能转化成其他形式能量电动势大小——其他能量转化成电能3.3电源内阻——电源内部对电流的阻碍作用，一般随着电池的老化会有增大。但在研究物理问题是基本忽略。★电源是纯电阻电路部分3.4电源与电路其他部分的关系①电源作为内电路和外电路是串联关系——II外总内②电源为整个电路提供电势差——EUU外内【例】电源电动势的大小反映的是（）A电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小B电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小C电源单位时间内传送电荷量的多少D电流做功的快慢.4电路电路的作用：通过静电力做功，将电能转化成其他形式的能如：纯电阻-热能、电烙铁-热能、白炽灯-热能、日光灯-光能、电解槽-化学能、电动机-机械能5电功与电功率and电热与热功率5.1电功和电功率A电功(单位：焦耳（J）。1J=1V·A·s)定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流做的功。用W表示。实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。WUItB电功率(单位：为瓦特（W）。1W=1J/s)定义：单位时间内电流所做的功WPUIt★额定功率和实际功率额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。5.2电热——焦耳定律——电流热效应A焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。2QIRtB热功率定义：单位时间内电流通过电阻产生的热能2WPIRt5.3电功与电热的关系纯电阻电路（以发热为目的。例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等）中WQ非纯电阻电路（以转化为热能+其他形式的能。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等）中WQW其★卡住的电动机=纯电阻★其他几种功率的描述电源功率/电路消耗的总功率：PEI电源输出功率：PUI外【例】若将额定值为“220V，25W”、“220V，60W”的两个灯泡串联后接在220V的电源上工作，则（）A两个灯泡均不能正常工作B25W的灯泡比较亮C60W的灯泡比较亮D两个灯泡工作都正常【例】两个绕线电阻分别标有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，则它们的额定电流之比为（）A5：5B10：20C5：10D1：2000【例】两个小灯泡，分别标有“1A、4W”和“2A、1W”的字样，则它们均在正常发光时的电阻阻值之比为（）A2∶1B16∶1C4∶1D1∶16【例】一只白炽灯泡的额定功率与额定电压分别是36W与36V.若把此灯泡接到输出电压为18V的电源两端,则灯泡消耗的电功率（）A等于36WB小于36W，大于9WC等于9WD小于9W【例】将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P。若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源。则它的功率为（）A4PB0.25PC16pD0.125P【例】对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是（）AP＝I2RBU2/RCP＝UIDP=W/t【例】下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（）A电功率越大，电流做的功越快，电路中产生的焦耳热一定越多BWUIt适用于任何电路，而22UWIRttR只适用于纯电阻电路C在不是纯电阻的电路中，2UIIRD焦耳热2QIRt适用于任何电路【例】有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220V，60W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量()A日光灯最多B电烙铁最多C电风扇最多D一样多【例】电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是（）A电动机消耗的电能为UItB电动机消耗的电能为I2RtC电动机线圈产生的热量为I2RtD电动机线圈产生的热量为U2t/R【例】“220V、5．5kW”的电动机，电阻为0．4Ω，它在正常工作时的电流为____A，1s钟内产生的热量是____J，1s内有_____J的电能转化为机械能。【例】一台电动机的电阻为4Ω，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.【例】如图所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω.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=1.5ABI＜1.5ACP=15WDP＜15W【例】有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标为“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（）A电解槽消耗的电功率为120WB电解槽发热功率为60WC电解槽消耗的电功率为60WD电路消耗总功率为60W【例】如图所示电路，电源电动势E为6V，内阻r为2Ω,电阻R为8Ω，电动机M线圈电阻RM为2Ω。当开关S闭合时，电阻R消耗的电功率为2W，则电动机输出的机械功率是（）A0.5WB1.5WC2WD3.56W【例】一台直流电动机的额定电压U=110V，电枢（电动机的线圈）的电阻R=0.5欧，当它正常工作时的电流I=20A，若电动机正常运转时间t=1分钟，求：（1）电流所做的功；（2）电枢上产生的热量；（3）电动机输出的机械能。【例】如图9－14所示，已知电源电动势ε=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R