高考物理穩(wěn)恒電流技巧-閱讀訓(xùn)練策略及練習(xí)題(編輯修改稿)
2025-04-02 21:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的電流I時(shí)：①請(qǐng)根據(jù)電流的定義，推導(dǎo)出導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率v； ②經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，該碰撞過程將對(duì)電子的定向移動(dòng)形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個(gè)沿導(dǎo)線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率成正比，比例系數(shù)為k。請(qǐng)根據(jù)以上的描述構(gòu)建物理模型，推導(dǎo)出比例系數(shù)k的表達(dá)式。（2）將上述導(dǎo)線彎成一個(gè)閉合圓線圈，若該不帶電的圓線圈繞通過圓心且垂直于線圈平面的軸勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中不會(huì)有電流通過，若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小發(fā)生變化，線圈中會(huì)有電流通過，這個(gè)現(xiàn)象首先由斯泰瓦和托爾曼在1917年發(fā)現(xiàn)，被稱為斯泰瓦—托爾曼效應(yīng)。這一現(xiàn)象可解釋為：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小均勻變化時(shí)，由于慣性，自由電子與線圈中的金屬離子間產(chǎn)生定向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。取線圈為參照物，金屬離子相對(duì)靜止，由于慣性影響，可認(rèn)為線圈中的自由電子受到一個(gè)大小不變、方向始終沿線圈切線方向的力，該力的作用相當(dāng)于非靜電力的作用。已知某次此線圈勻加速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，該切線方向的力的大小恒為F。根據(jù)上述模型回答下列問題：① 求一個(gè)電子沿線圈運(yùn)動(dòng)一圈，該切線方向的力F做功的大??；② 推導(dǎo)該圓線圈中的電流 的表達(dá)式?！敬鸢浮浚?）①；② ne2ρ；（2）① Fl；② ?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻浚?）①一小段時(shí)間內(nèi)，流過導(dǎo)線橫截面的電子個(gè)數(shù)為：對(duì)應(yīng)的電荷量為：根據(jù)電流的定義有：解得：②從能量角度考慮，假設(shè)金屬中的自由電子定向移動(dòng)的速率不變，則電場(chǎng)力對(duì)電子做的正功與阻力對(duì)電子做的負(fù)功大小相等，即：又因?yàn)椋郝?lián)立以上兩式得：（2）①電子運(yùn)動(dòng)一圈，非靜電力做功為：②對(duì)于圓線圈這個(gè)閉合回路，電動(dòng)勢(shì)為：根據(jù)閉合電路歐姆定律，圓線圈這個(gè)閉合回路的電流為：聯(lián)立以上兩式，并根據(jù)電阻定律：解得：9．材料的電阻隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度．如圖所示為某磁敏電阻在室溫下的電阻—磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線，其中RB、R0分別表示有、無磁場(chǎng)時(shí)磁敏電阻的阻值．為了測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B，． (1)設(shè)計(jì)一個(gè)可以測(cè)量磁場(chǎng)中該磁敏電阻阻值的電路，并在圖中的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場(chǎng)已給出，～ T，不考慮磁場(chǎng)對(duì)電路其他部分的影響)．要求誤差較小．提供的器材如下：A．磁敏電阻，無磁場(chǎng)時(shí)阻值R0＝150 ΩB．滑動(dòng)變阻器R，總電阻約為20 ΩC．電流表A， mA，內(nèi)阻約30 ΩD．電壓表V，量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩE．直流電源E，電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì)F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干(2)正確接線后，將磁敏電阻置入待測(cè)磁場(chǎng)中，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表：123456U(V)I(mA)根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測(cè)量值RB＝______Ω.結(jié)合題圖可知待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝______T.(3)試結(jié)合題圖簡(jiǎn)要回答，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～ ～ T范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變化規(guī)律有何不同？________________________________________________________________________.(4)某同學(xué)在查閱相關(guān)資料時(shí)看到了圖所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻—磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線(關(guān)于縱軸對(duì)稱)，由圖線可以得到什么結(jié)論？___________________________________________________________________________.【答案】（1）見解析圖（2）1500；（3）在0～，磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度非線性變化（或不均勻變化）；在10． 4～，磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線性變化（或均勻變化）（4）磁場(chǎng)反向，磁敏電阻的阻值不變．【解析】（1）當(dāng)B＝，磁敏電
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