恒定电流1

恒定电流1
恒定电流1

省沭中南校区高三物理周练(恒定电流)2007-1-11

选题:宋明 审题:张元科

1.在图所示的电路中,电池的电动势为E ,内阻为r ,R 1和R 2是两个固定的电阻,当可变电阻的滑片向a 端移动时,通过R 1和R 2的电流I 1和I 2将发生如下的变化( ) A . I 1变大,I 2变小 B . I 1变大,I 2变大

C . I 1变小,I 2变大

D . I 1变小,I 2变小

2.如图,电源的内阻不能忽略,当电路中,点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是( ) A .外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小 B .外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不不变 C .外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变大 D .外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小

3.利用滑动变阻器来改变用电器R 0上所得到的电压可以有图中甲、乙两种电路。用R 表示滑动变阻器的全部阻值。选择哪个电路更合适,以下叙述中正确的是( ) A .若R 0>>R ,则采用电路甲比较合适 B .若R 0>>R ,则采用电路乙比较合适 C .若R 0≈R ,则甲、乙电路都合适

D .两种电路都能使R 0上的电压改变,因此两种电路都适合

4.在图所示的电路中,电源的内阻不能忽略。已知定值电阻R 1=10Ω,R 2=8Ω。当单刀双掷开关S 置于位置1时,电压表读数为2V 。则当S 置于位置2时,电压表读数的可能值为 ( ) A .2.2V B .1.9V C .1.6V D .1.3V

5.三只阻值相等的电阻连接成图所示的电路,由于某种原因,其中有一只电阻的阻值发生了变化,导致R AB >R BC 则可能的原因是( ) A .R 1变小 B .R 2变小 C .R 3变大 D .R 3变小

6、如图所示的电路中,电源E 的电动势为3.2V ,电阻R 的阻值为30Ω,小灯泡L 的额定电压为3.0V ,额定功率为4.5W 。当开关S 接位置1时,电压表的读数为3 V ,那么当开关S 接到位置2时,小灯泡L 的发光情况是 ( ) A .很暗,甚至不亮 B .正常发光 C .比正常发光略亮

D .有可能被烧坏

7.如图所示,抛物线C 1、C 2分别是纯电阻直流电路中,内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中错误..的是( ) (A )电源的电动势为4V (

B

)电源的内电阻为1Ω

(D )电源被短路时,电源消耗的最大功率可达16W

8.图为一电路板的示意图,a 、b 、c 、d 为接线柱,a 、d 与220V 的交流电源连接,ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b 、d 两点间以及a 、c 两点间的电压均为220V 。由此可知 ( ) A .ab 间电路通,cd 间电路不通 B .ab 间电路不通,bc 间电路通 C .ab 间电路通,bc 间电路不通 D .bc 间电路不通,cd 间电路通

9.在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源,电阻器R 1、R 2及另外两根导线都是好的。为了查出断的导线是哪根,某学生先将多用表的红表笔连接在电源的正极a ,再将黑表笔分别连接在电阻器R 1的b 端和R 2的c 端,并观察多用表指针的示数,在下列关于多用表选挡过程中,符合操作规程的是( )

A .直流10V 挡

B .直流0.5A 挡

C .直流2.5V 挡

D .欧姆挡

10.如图电源电动势E=6.0V 内阻为1.0Ω,定值电阻R 1=R 2=3.0Ω,R 3为一最大电阻

为6.0Ω滑线变阻器,电键S 闭合后调整滑动变阻器触点P 的位置,则路端电压的变化范围是( ) A .0——0.6V

B .0——4.0V C.5.0V ——5.4V

D.5.0V ——6.0V

11.如图,为用直流电源给蓄电池充电的电路。若蓄电池的内阻为r ,电流表和电压表的示数分别为I 和U ,则输入蓄电池的功率为______,蓄电池的发热功率为______,电能转

化为化学能的功率为______。

12.在如图所示的电路中,已知R 2=R 4,A 、C 间电压U AC =15V ,B 、D 间电压U BD =7V ,则 A 、E 间U AE =______。

13.在图所示的电路中,电源电动势E=12V ,内阻r=1Ω,电阻R 1=R 4=15Ω,R 2=R 3=3Ω,当S 断开时,A 、B 、D 三点的电势分别为

______V 、______V 、______V ,S 闭合时流过S 的电流为______A 。 14.用伏安法测电阻时,为了较正确地测定一个标志为R=100±10%Ω的电阻,应选用下列器材中哪一些来测量?

A .毫安表,内阻100Ω,量程30mA

B .电流表,内阻0.2Ω,量程1A

C .电压表,内阻104Ω,量程15V

D .电压表,内阻4×103Ω,量程3V

E .变阻器,规格为200Ω,1A

F .电源,直流3V 。 应选用的器材为:__ __.

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11. 12.

13. 14

15.把一个“10V 2.0W”的用电器A(纯电阻)接到某一电动势和内阻都不变的电源上,用电器A实际消耗的功率是2.0W,换上另一个“10V 5.0W”的用电器B(纯电阻)接到这一电源上,用电器B实际消耗的电功率有没有可能反而小于2.0W?你如果认为不可能,试说明理由,如果认为可能,试求出用电器B实际消耗的电功率小于2.0W的条件(设电阻不随温度改变)

16.如图所示,A1和A2是两个相同的电流表,V1和V2是两个相同的电压表.电流表A1的示数是1.4mA,电压表V1和V2的示数分别是0.8V和0.6V.试求:

(1)电流表A2示数.

(2)电压表和电流表的内阻之比

17.某同学按如图所示电路进行实验,实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数

将电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零。

(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻,R1、R2、R3为定值电阻,在这

五个物理量中,可根据上表中的数据求得哪些物理量,其值是多少?

(2)由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由用电器引起的,则可能的故障原因是什么?

18.如图所示,已知电动势ε1=3V,内阻r1=0.5Ω,R1=R2=5.5Ω,平行板电容器C的两板距离d=1cm,当电键K接通时极板中的一个质量m=4×10-3g,电量为q=1.0×10-7C的带电微粒恰好处于静止状态。求:(1)K断开稳定后,微粒向什么方向运动,加速度多大?(2)若电容为1000pF,K断开后,有多少电量的电荷流过R2?

省沭中南校区高三物理周练参考答案

11. UI I r IU-I r 22V

13. 9 -1.8 7.2 1.33 14 ADEF

15.r ?100.2E r =+ 16.(1)0.6mA (2)3:1

17.(1)38R =Ω ,24R =Ω ,3E V = (2)R p 短路或R 2断路或R p 短路且R 2断路

18.(1)向下运动,2

6.875/m s (2)9

2.7510C -?

高中物理选修3-1第二章恒定电流试卷及答案答案

蚌埠五中物理(选修3—1)第一章静电场质量检查答案 二.实验与探究: 11、S 、R 1、R 2、ε(正对面积、板间距离、极板间的介质) 12、①B .使电子刚好落在正极板的近荧光屏端边缘,利用已知量表达q/m. C .垂直电场方向向外(垂直纸面向外) ②说法不正确,电子的比荷是电子的固有参数 三.计算与简答: 13、 ⑴由L =v 0t 得 22 2 22qEt qEL L m mv == 所以:k 4E E qL = qEL =E k t -E k 所以:E k t =qEL +E k =5E k , ⑵若粒子由bc 边离开电场,则: L =v 0t y qEt qEL v m mv = = E k / -E k =22222 2 / 22 0k 1224y q E L q E L E E mv mv E -=== 所以: E =若粒子由cd 边离开电场,则: qEL =E k /-E k 所以:/k k E E E qL -= 14、⑴极间场强U E d = ; ⑵α粒子在极板间运动的加速度 42F eU a m md = = ⑶由2 12 d at = ,得: 2t ==

0R v t = =15、设C 在AB 连线的延长线上距离B 为l 处达到平衡,带电量为Q 由库仑定律得:2qQ F k r = 有平衡条件得:2240()C kqQ kqQ F d l l -= +=+ 解得:113 l d =-(舍去);2l d = 所以平衡位置为:l =d 16、⑴ ①设离子带电量为q ,质量为m ,经电场加速后的速度为v ,则 1 2 qU mv = 2 离子飞越真空管,在AB 做匀速直线运动,则 L =vt 1 解得离子荷质比:2 2 12q L m Ut = ②离子在匀强电场区域BC 中做往返运动,设加速度为a ,则: qE =ma L 2= 2L v v a + 解得离子荷质比:2 22 141 2q U L m U E t ??=+ ??? 或2 21q m E L ??=+??? (2)两离子初速度分别为v 、v /,则 2qE m L v L n = + l′=L v '+2qE m v ' Δt =t -t′=2()L m v v vv qE ?? '--? ?'?? 要使Δt =0,则须20L m vv qE -=' 所以:E = 2mvv qL '

第二章恒定电流全章习题

第二章 恒定电流 第一节 电源和电流 习题精练: 1.关于电流,下列说法中正确的是 () A .通过导体横截面的电荷量越多,电流越大 B .电子运动速率越大,电流越大 C .单位时间通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大 D .因为电流有方向,所以电流是矢量 2.关于电流,下列说法中哪些是正确的 () A .通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率 B .金属导线中电子运动的速率越大,导线中的电流就越大 C .电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向 D .国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位 3.已知电子的电荷量为e ,质量为m ,氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少? 4.下列说法中正确的是( ) A .导体中电荷运动就形成了电流 B .在国际单位制中,电流的单位是A C .电流有方向,它是一个矢量 D .任何物体,只要其两端电势差不为零,就有电流存在 5.关于电流,下列叙述正确的是( ) A .只要将导体置于电场中,导体中就有持续电流 B .电源的作用可以使电路中有持续电流 C .导体中没有电流时,就说明导体部的电荷没有移动 D .恒定电流是由恒定电场产生的 6.一台半导体收音机,电池供电的电流是8mA ,也就是说( ) A .1h 电池供给8C 的电量 B .1 000s 电池供给8 C 的电量 C .1s 电池供给8C 的电量 D .1min 电池供给8C 的电量 7.如图所示,在NaCl 溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2s 有1.0×1018个Na +和Cl - 通过溶液部的横截面M ,试问:溶液中的电流方向如何?电流多大? 8.正负电子对撞机的储存环是长为240m 的近似圆形轨道,当环中的电流为10mA 时,若电子的速率为十分之一光速,则在整个环中运行的电子数目是多少? 9.有一横截面积为S 的铜导线,流过的电流强度为I .设每单位体积的导线中有n 个自由电子,电子的电荷量为q ,此时电子的定向移动速率为v ,在Δt 时间,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( ) A .nvS Δt B .nv Δt C.I Δt q D.I Δt Sq

第十四章恒定电流

第十四章恒定电流 第一节电源和电流 教学目标 一、知识目标 1、了解形成电流的条件,知道电源的作用和导体中的恒定电场。初步体会动态平衡的思想。 2、理解电源的定义,知道电流的单位及方向的规定。理解恒定电流。 3、经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程,从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。 4、理解电流的概念和定义式I=q/t,并能进行有关的计算.知道公式I=nqvS,但不要求用此公式计算. 二、能力目标 1、培养学生运用数学图象处理物理问题的能力,培养学生运用数学进行逻辑推理的能力. 2、通过阅读教材中的阅读材料“自由电子定向移动的速率”,培养学生处理信息、获取新知识的能力. 3、培养学生抽象和概括、分析和综合等思维能力以及科学的语言文字表达能力. 教学重点 电流的概念及定义式 教学难点 公式I = nqsv的推导和理解是本节课的教学难度之一,另外伏安特性曲线的物理意义也是本节课的难点 教学方法 启发、设问、探究、讲练相结合 教学用具 电脑、CAI课件 课时安排 1课时 教学过程 本节学习目标 知道导体中形成电流的条件,理解电流的概念和公式I = q / t,并能进行有关的计算,知道I = nqvs 导入: 从今天开始,我们一起来学习电学部分的第二章《恒定电流》。这部分的知识,同学们在初中已经学过其中一部分,我们将在以前所学内容的基础上进一步的来挖深拓宽。本章的实验是高考实验部分考核的重点,大家在学习时一定要引起高度注意。本节课,我们先来学习第一节——电源和电流。 新课教学: 一、电源 雷电天气里,天上的闪电,一闪即逝,手电筒中的小灯泡却能持续发光。大家知道这是为什么吗?电源。 那么,电源是个什么装置?它到底在手电筒中的小灯泡持续发光的过程中扮演着什么养的角色呢? 以下例为例说明 A、B两导体分别带正负电荷。从上一章内容我们可以知道,它们周 围存在电场。若在它们之间连接一条导线,自由电子便会在静电力的作用 下沿导体做定向运动,B失去电子,A得到电子,周围电场迅速减弱,A、 B之间的电势差很快消失,两导体成为一个等势体,达到静电平衡。但此

最新物理选修3-1第二章恒定电流试题精选加答案

第二章恒定电流 一、导体中的电场和电流 课堂同步 1.下列叙述中,产生电流的条件是() A.有自由电子 B.导体两端存在电势差 C.任何物体两端存在电压 D.导体两端有恒定电压 2.下列说法中正确的有() A.导体中电荷运动就形成了电流 B.电流强度的单位是安培 C.电流强度有方向,它是一个矢量 D.一切导体,只要其两端电势差为零,则电流强度就为零 3.对电流概念的正确理解是() A.通过导体的横截面的电量越多,电流越大 B.导体的横截面越大,电流越大 C.单位时间内通过导体横截面的电量越大,电流越大 D.导体中的自由电荷越多,电流越大 4.下列关于电流的说法中,正确的是() A.金属导体中,电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率 B.温度升高时,金属导体中自由电子热运动加快,电流也就加大 C.电路接通后,电子就由电源出发,只要经过一个极短的时间就能达到用电器 D.通电的金属导体中,自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动,电流的传播速率等于光速 5.金属导体导电是作定向移动,电解液导电是作定向移动,气体导电是和都作定向移动。 6.通过一个导体电流是5A,经过4min通过该导体一个截面的电量是( ) A.20C B.50C C.1200C D.2000C 课后巩固 1.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.在某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 2.某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为(). A.0B.2ne/t C.3ne/t D.4ne/t 3.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()

物理:第二章《 恒定电流》同步测试(新人教版选修3-1)

第二章恒定电流质量检查试卷 一、选择题:(每小题4分,共40分,请将每小题正确答案的字母填入答卷的表格内) 1、一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W 与36 V 。若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端,则灯泡消耗的电功率( ) A .等于36 W B .小于36 W ,大于9 W C .等于9 W D .小于9 W 2、用电压表检查图示电路中的故障,测得U ad =5.0 V ,U ed =0 V ,U be =0 V ,U ab =5.0 V , 则此故障可能是( ) A .L 断路 B .R 断路 C .R ′断路 D .S 断路 3、如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路。以下分析正确的是( ) A .此接法的测量值大于真实值 B .此接法的测量值小于真实值 C .此接法要求待测电阻值小于电流表内阻 D .开始实验时滑动变阻器滑动头P 应处在最左端 4、在如图所示的电路中, E 为电源电动势,r 为电源内阻, R 1和R 3均为定值电阻,R 2为滑动变阻器。当R 2的滑动触点 在a 端时合上开关S ,此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分 别为I 1、I 2和U 。现将R 2的滑动触点向b 端移动,则三个 电表示数的变化情况是( ) A .I 1增大,I 2不变,U 增大 B .I 1减小,I 2增大,U 减小 C .I 1增大,I 2减小,U 增大 D .I 1减小,I 2不变,U 减小 5、汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图,在打开车灯的情况下, 电动机未启动时电流表读数为10 A ,电动机启动时电流表读数为58 A ,若电源电动势为12.5 V ,内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计,则 因电动机启动,车灯的电功率降低了( ) A .35.8 W B .43.2 W C .48.2 W D .76.8 W 6、如图所示,当ab 端接入100V 电压时,cd 两端为20V ;当 cd 两端接入100V 时,ab 两端电压为50V ,则R 1∶R 2∶R 3之 比是( ) A .4∶1∶2 B .2∶1∶1 C .3∶2∶1 D .以上都不对

恒定电流复习课公开课教案

第一节 恒定电流基本概念和定律 2014-12-10 林小武 一、复习目标 1.掌握电流、电阻、电功、电热、电功率等基本概念; 2.掌握部分电路欧姆定律、电阻定律 3.知道电阻率与温度的关系,了解半导体及其应用,超导及其应用 二、难点剖析 一、电流: 1.定义:电荷的定向运动。 2.形成条件:导体两端有电压。 (1)导体提供大量的自由电荷。金属导体中的自由电荷是自由电子,电解液中的自由电荷是正、负离子。 (2)导体两端加电压就在导体中建立了电场。 3、电流的强弱—电流I (1)定义:过导体横截面的电量Q 与通过这些电量所用的时间t 的比值。即t q I = (2)单位:安培,符号是A ,通常单位还有毫安、微安1A=103mA=106 μA 4、决定电流大小的微观量 设导体的横截面是S ,导体每单位体积内的自由电荷数是n ,每个电荷的电量为q ,电荷定向移动的速率为v ,则在时间t 内通过的电流I=neSv 5、区分三种速率: (1)电流传导速率:既电场的传播速率,等于光速3×8 10m/s 。 (2)电荷定向移动速率:I=neSv 中的v 是电荷定向移动的速率约为5 10-m/s (机械运动速率)。 (3)电荷无规则热运动的速率大约是5 10m/s 6、归纳一下和电流有关的各种表达式 t q I = I=neSv (微观) R U I = r R E I += U P I = BL F I = 3、电流的分类: (1)直流电:方向保持恒定的电流。 (2)恒定电流:大小和方向均保持不变的电流。 (3)交流电:方向均随时间周期性变化的电流。 (4)正弦交流电:大小方向均随时间按正弦规律变化的电流。 典型例题 ①金属导体中电流的计算: 【例题1】如图所示,横截面积为S 的导体中,单位体积内的自由电子数为n ,每个电子的电量为e ,在电场力的作用下电子以速度v 定向移动。求导体中的电流。如果导体中单位长度内的自由电子数为n ,则导体中的电流又是多少 (答案:I=neSv I=nve )这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用 ②电解液导电电流的计算: 【例题2】电解液导电中,如果5s 内沿相反方向通过导体横截面的正负离子的电量均为5C ,则电解液中的电流为多少 (答案:I=2A ) ③环形电流的计算

选修3.-1恒定电流知识点小结

恒定电流 一.电流 电功 1.形成电流的条件(1) (2) 2.电流公式 ①电流强度的定义式为: ②电流强度的微观表达式为: (n 为导体单位体积内的自由电荷数,q 是自由电荷电量,v 是自由电荷定向移动的速率,S 是导体的横截面积。) 电子定向移动的速率 电子热运动的速率 电流传导的速率 (3)电流的方向:物理学中规定 电荷的定向移动方向为电流的方向,与负电荷定向移动方向 。在外电路中电流由 电势端流向 电势端 2.电阻大小的决定因素: ⑴对同一种材料,电阻与导线横截面的面积成 比,与导线长度成 比.⑵与材料 关⑶对金属材料,温度越高,电阻一般也越 ,对半导体电阻随温度的升高而 ⑷有些物质当温度接近0 K 时,电阻率突然减小到 ——这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度T C 。 3.欧姆定律: (1)内容: (2)公式: (3)适用条件:适用于 和 ,不适用于气体导电。 电阻的伏安特性曲线:注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别, I-U 曲线的斜率表示: U-I 曲线的斜率表示: 还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。 4.电功和电热 电功就是电场力做的功,W= ; 而电热Q= (焦耳定律) ⑴对纯电阻而言,电功等于电热:W=Q= = =

⑵对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能,所以电功必然大于电热:W Q ,这时电功只能用 计算,电热只能用 计算,两式不能通用。 二、串并联与混联电路 ⑴计算电流,除了用R U I =外,还经常用并联电路总电流和分电流的关 系: ⑵计算电压,除了用U =IR 外,还经常用串联电路总电压和分电压的关系: ⑶计算电功率,无论串联、并联还是混联,总功率都等于各电阻功率之和: 对纯电阻,电功率的计算有多种方法:P= = = 以上公式I =I 1+I 2、U =U 1+U 2和P =P 1+P 2既可用于纯电阻电路,也可用于非纯电阻电路。既可以用于恒定电流,也可以用于交变电流。 (4)电阻的几个重要推论 1 多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之 或 2 一个大电阻与一个小电阻并联,总电阻 小电阻. 3 一个大电阻和一个小电阻串联,总电阻 大电阻. 4 并联支路增多总电阻将 . 5 电阻串联起 作用,电阻并联起 作用 6 当内阻的影响不能忽略时,电压表视为一个可读出 电流表视为一个可读出 三、闭合电路欧姆定律 1.主要物理量。 研究闭合电路,主要物理量有E 、r 、R 、I 、U ,前两个是 量,后三个是 量。 闭合电路欧姆定律的表达形式有: ①E = (E 、U 间关系) ②r R E I += (I 、R 间关系) ③U= (U 、I 间关系) ④E r R R U += (U 、R 间关系) 从③式看出:当外电路断开时(I = 0),路端电压等于电动势。而这时用电

人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流达标练习题及答案

源”作为研究对象,规律表达式可表示为r I E U ?-=,其中U 表示路端 电压。 18.外电路为纯电阻时,① 电源的输出功率随外电阻的变化而变化,当R=r 时电源的输出功率最大,在r R 范围 内,电源的输出功率随外电阻的增大 而 。在r R 范围内,电源的输 出功率随外电阻的增大而 。 ② 电源的效率随着外电阻的增大 而 。③ 电源的总功率随着外电 阻的增大而 。 19.欧姆表的内部结构由 、 和电流表G (表头)组成,表 壳外有:“+”插孔、“-”插孔,使用时规定 表笔插入“+”插孔, 表笔插入“-”插孔。多用表不管以何种功能表使用,“+”插孔表示电流 从该处流入表内,从 插孔流出电表。多用表在不使用的时候,应该把 选择开关旋转到 挡或者交流 挡,如果较长时间不用,表内电 池要取出。 20.欧姆表的工作原理为 ,表内有电源,在测量某未知电阻时, 该电阻一定要与周围的其它元件分离开,欧姆表的刻度 (填均匀、 不均匀),中央刻度附近的刻度较为准确,“零”欧姆刻度在表盘的 侧, “无穷大”刻度在表盘的 侧。 在使用之前(或者换挡后再次 使用时),必须将红、黑表笔短接,调节 使指针指向欧姆表的 “零”刻度。测量值为指针所指的“刻度值”乘以所选“欧姆挡”的倍 率,欧姆表的测量值较粗略(用来粗侧电阻)。 21.测定“电源电动势和内阻”的方法有以下几种组合法:① 电流表与电 阻箱 ② 电压表与电阻箱 ③ 电压表、电流表、滑动变阻器。请同学们阅 读课本画出这几种方法对应的实验线路。我们常采用第③种方法,多测几 组数据,填入表格,画出U —I 图像,由图像求出电源的“电动势与内 阻”。 22.简单的逻辑电路①“与”门电路: ②“或”门电路 ③“非”门电路

第二章 恒定电流(A)(解析版)

优创卷·一轮复习单元测评卷 第二章 恒定电流 A 卷 名校原创基础卷 一.选择题:本大题共12小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,第1-9题只有一项符合题目要求,第10-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分。 1.在如图所示电路中,电源内阻不可忽略。开关S 闭合后,在滑动变阻器R 2的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中( ) A.电压表的示数增大,电流表的示数减小 B.电容器C 所带电荷量减小。 C.R 1的电功率增大 D.电源的输出功率一定增大 【答案】A 【解析】A.滑动变阻器的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中,R 2阻值变大,电阻总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律知,总电流减小,电流表示数减小,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压 1U E I R r =-+() 总电流减小,电压表示数增大,故A 正确; B.容器两端电压即电压表两端电压Q CU =,电压增大,电容器所带电荷量增多,故B 错误; C.流过电阻R 1的电流减小,由公式2 1P I R =可知,消耗的功率变小,故C 错误; D.当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,题干中没有明确外电阻与内阻的关系,故滑动变阻器R 2的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中,电源的输出功率不一定增大,故D 错误。 故选A 。 2.关于闭合电路正确的是( )

A.电源正负极被短路时,电流很大 B.电源正负极被短路时,端电压最大 C.外电路断路时,端电压为零 D.外电路电阻增大时,端电压减小 【答案】A 【解析】AB.电源正负极被短路时,外电路电阻为零,则电流很大,此时路端电压为零,选项A 正确,B 错误; C.外电路断路时,电路中电流为零,此时路端电压等于电动势,选项C 错误; D.外电路电阻增大时,电路中电流减小,内阻上电压减小,则路端电压变大,选项D 错误。 故选A 。 3.图示电路中,电源E 、r 恒定,闭合S 后,改变R 1、R 2接入电路的阻值,下列判断正确的是( ) A.若仅增大R 1阻值,则R 2消耗的电功率必增大 B.若仅把滑片P 从a 滑到b ,R 1消耗的功率一直增大 C.若增大R 1阻值,同时也增大R 2接入电路的等效阻值,则两电表示数变化量的比值也增大 D.不论如何改变R 1和R 2接入电路的总阻值,两电表的示数变化必然相反 【答案】D 【解析】A.设R 2接入电路的等效阻值为R ,则R 2消耗的电功率为 2 21=++E P R R R r ?? ??? 可知仅增大R 1阻值,则R 2消耗的电功率变小,故A 错误; B.因R 2并联接入电路,当把滑片P 从a 滑到b 时,R 2并联接入电路的等效阻值先增大后减小,电路总电流先减小后增大,则R 1消耗的功率先减小后增大,故B 错误; C. 当不改变R 1、R 2接入电路的阻值时,由闭合电路的欧姆定律有 11=+E U I r 当增大R 1阻值,同时也增大R 2接入电路的等效阻值时,有 22=+E U I r 联立可得

恒定电流全章习题

第二章恒定电流 第一节电源和电流 习题精练: 1.关于电流,下列说法中正确的是 ( ) A.通过导体横截面的电荷量越多,电流越大 B.电子运动速率越大,电流越大 C.单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大 D.因为电流有方向,所以电流是矢量 2.关于电流,下列说法中哪些是正确的( ) A.通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率 B.金属导线中电子运动的速率越大,导线中的电流就越大 C.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向 D.国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位 3.已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动,则电子运动形成 的等效电流大小为多少? 4.下列说法中正确的是( ) A.导体中电荷运动就形成了电流 B.在国际单位制中,电流的单位是A C.电流有方向,它是一个矢量 D.任何物体,只要其两端电势差不为零,就有电流存在 5.关于电流,下列叙述正确的是( ) A.只要将导体置于电场中,导体中就有持续电流 B.电源的作用可以使电路中有持续电流 C.导体中没有电流时,就说明导体内部的电荷没有移动 D.恒定电流是由恒定电场产生的 6.一台半导体收音机,电池供电的电流是8mA,也就是说( ) A.1h电池供给8C的电量 B.1 000s电池供给8C的电量 C.1s电池供给8C的电量 D.1min电池供给8C的电量 7.如图所示,在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2s内有×1018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M,试问:溶液中的电流方向如何?电流多大? 8.北京正负电子对撞机的储存环是长为240m的近似圆形轨道,当环中的电流为10mA时,若电子的速率为十分之一光速,则在整个环中运行的电子数目是多少? 9.有一横截面积为S的铜导线,流过的电流强度为I.设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子的定向移动速率为v,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( ) A.nvSΔt B.nvΔt 第二节电动势

物理选修3-1恒定电流试题及答案

金坛市金沙高级中学高二物理第二章测试 一.本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,前5题只有一个选项正确,后5题有多个选项正确。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错的或不答的得0分。 1、如图所示,当滑动变阻器滑动触头向左移动 时,灯泡A、B、C的亮度将: A.都变亮 B.都变暗 、B变亮,C变暗、C变亮,B变暗 2、如图所示电路中,r是电源的内阻,R1和R2是外电路中的电阻,如果用P r,P1和P2分别表示电阻r,R1,R2上所消 耗的功率,当R1=R2= r时,P r∶P1∶P2等于: A、1∶l∶1 B、2∶1∶1 C、1∶4∶4 D、4∶l∶1 3、将一根电阻丝接在某恒定电压上,电流做工的功率为P。若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接在该恒定电压上,则它的功率为: 、如图所示,当R1的触头向右移动时,电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为△U1和 △U2(均取绝对值);则△U1和△U2的大小 关系为: A.△U1>△U2 B.△U1=△U2 C.△U1<△U2 D.条件不足,无法确定△U1和△U2的大小 关系 5、已知两电阻1R、2R的I-U的关系图像如图 所示,把1R、2R并联接到一个电源上,1R消 耗的电功率为6W,则电源的输出功率为: A.8W B.10W C.4W D.15W

6、如图所示是一个三输入端复合门电路,当C端输入1,输出端Y输出1时,A、B 端的输入分别可能是() A、0、0 B、0、1 C、1、0 D、1、1 7、如图所示为用直流电动机提升重物的装置,重物的重量为500N,电源电动势为110V,不计电源内阻及各处摩擦,当电动机以s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为,可以判断: A、电动机消耗的总功率为550W B、提升重物消耗的功率为450W C、电动机线圈的电阻为22Ω D、电动机线圈的电阻为4Ω 8、下列关于欧姆表的说法中正确的是: A. 测量电阻前要把红、黑表笔相接,调整调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上 B. 测量电阻时,如果待测电阻不和电源断开,可能会烧坏表头 C. 测量电阻时,表针偏转角度越大,说明被测电阻的阻值越大 D. 换用另一量程时,需要重新调零 9、 10.如图所示,电路中电源电动势为E,内电阻为r,定值电阻的阻 值为R0,变阻器的全阻值为R,关于各部分的功率,有关说法正确的是: A、当R=R0+r,R上消耗的功率达到最大值; B、当R=R0+r,R0上消耗的功率达到最大值; R R0 E r

第二章 恒定电流

第二章恒定电流 泰安二中刘焕生李玉恩 1、欧姆定律 一、教学目标 1.知识目标: (1)理解产生电流的条件;掌握电流强度的定义、公式,并应用于实际问题;了解直流电和恒定电流 (2)熟练掌握欧姆定律及其表达式I=U/R,明确欧姆定律的适用条件。 (3)知道电阻的定义及定义式R=U/I; (4)使学生正确理解伏安特性曲线的物理意义 2.能力目标: (1)理解掌握科学研究中的常用方法——控制变量方法,培养学生依据实验,分析、归纳物理规律的能力 (2)培养学生应用电流强度、欧姆定律知识解决实际问题的能力。 (3)逐步掌握用数形结合的解题能力。 3.物理方法教育目标: 1.通过定律由实验得出的演绎,加强学生对实验的重视,培养学生严谨求实的科学态度 2.通过可采用图象来处理实验数据,渗透数学思维,同时在处理数据的过程中,培养学生尊重客观规律的优良品质。 二、教学重点、难点分析 1.重点:欧姆定律的理解 2.难点:电阻的伏安特性曲线 3.疑点:由电阻定义式R=U/I,少数学生会产生电阻由电压和电流决定的想法。 4.解决方法:对重点和难点的解决有 (1)有条件的学校采取通过学校分组实验→数据分析→结论,加强感性认识,有利于定律的理解。 (2)关于电阻伏安特性结合数学知识,并尽可能举实例加强对知识的深化。

(3)关于疑点的出现,这是正常的,教师应借此机会,巧妙为下节课电阻定律作铺垫。 三、教学方法: 实验演示,启发式教学 四、教具: 小灯泡、干电池电线若干。伏特表(演示)安培表(演示)滑动变阻器学生电源 待测电阻(约10Ω~30Ω两只)晶体二极管导线若干电键 五、教学过程: (一)引入新课 前面我们已学习了电场,电场对放入其中的电荷有力的作用,促使电荷移动,知道电荷的定向移动形成电流。由于电流与我们生活很密切,所以我们有必要去认识它,这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解。 【板书】第一节欧姆定律 (二)进行新课 【板书】1、电流 众所周知,人们对电路知识和规律的认识与研究,也如对其他科技知识的认识与研究一样,都经历了漫长的、曲折的过程。 18世纪末,意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪,经进一步研究后,已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛,于是伽伐尼电池诞生了。但他对此并不理解,认为这是青蛙体内产生了“动物电”。 伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣。经过一番研究,伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中,组成了第一个直流电源——伏打电池。后来,他利用几个容器盛了盐水,把插在盐水里的铜板、锌板连接起来,电流就产生了。 (1)电流 ①什么是电流? 大量电荷的定向移动形成电流。 ②电流形成的条件 导体——有自由移动的电荷,可以定向移动。导体包括金属、电解液等;自由电荷有电子、离子等。 但是只有导体还是不行,因为通常情况下,导体中自由电荷没有做定向移动。还必须有

第二章_选修3—1 恒定电流 练习说课材料

第二章_选修3—1恒定电流练习

高中物理选修3—1 第二章恒定电流 一、导体中的电场和电流 课堂同步 1.下列叙述中,产生电流的条件是() A.有自由电子 B.导体两端存在电势差 C.任何物体两端存在电压 D.导体两端有恒定电压 2.下列说法中正确的有() A.导体中电荷运动就形成了电流 B.电流强度的单位是安培 C.电流强度有方向,它是一个矢量 D.一切导体,只要其两端电势差为零,则电流强度就为零 3.对电流概念的正确理解是() A.通过导体的横截面的电量越多,电流越大 B.导体的横截面越大,电流越大 C.单位时间内通过导体横截面的电量越大,电流越大 D.导体中的自由电荷越多,电流越大 4.下列关于电流的说法中,正确的是() A.金属导体中,电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢2

B.温度升高时,金属导体中自由电子热运动加快,电流也就加大 C.电路接通后,电子就由电源出发,只要经过一个极短的时间就能达到用电器 D.通电的金属导体中,自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动,电流的传播速率等于光速 5.金属导体导电是作定向移动,电解液导电是 作定向移动,气体导电是和都作定向移动。 6.通过一个导体电流是5A,经过4min通过该导体一个截面的电量是( ) A.20C B.50C C.1200C D.2000C 课后巩固 1.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.在某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 2.某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为(). A.0B.2ne/t C.3ne/t D.4ne/t 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢3

人教选修3-1第二章恒定电流同步练习

第一节 电源和电流 课堂同步 1.下列叙述中,产生电流的条件是 ( ) A.有自由电子 B .导体两端存在电势差 C .任何物体两端存在电压 D.导体两端有恒定电压 2.下列说法中正确的有 ( ) A.导体中电荷运动就形成了电流 B .电流强度的单位是安培 C.电流强度有方向,它是一个矢量 D .一切导体,只要其两端电势差为零,则电流强度就为零 3.对电流概念的正确理解是 ( ) A.通过导体的横截面的电量越多,电流越大 B .导体的横截面越大,电流越大 C.单位时间内通过导体横截面的电量越大,电流越大 D.导体中的自由电荷越多,电流越大 4.下列关于电流的说法中,正确的是 ( ) A .金属导体中,电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率 B.温度升高时,金属导体中自由电子热运动加快,电流也就加大 C.电路接通后,电子就由电源出发,只要经过一个极短的时间就能达到用电器 D .通电的金属导体中,自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动,电流的传播速率等于光速 5.金属导体导电是 作定向移动,电解液导电是 作定向移动,气体导电是 和 都作定向移动。 6.通过一个导体电流是5A ,经过4min 通过该导体一个截面的电量是( ) A .20C? B .50C ? C .1200C ??D .2000C 课后巩固 1.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 .在某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 2.某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极,有2n 个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为( ?). A .0 B.2ne /t C .3ne /t D .4ne/t ? 3.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( ) A .nvS △t B .nv △t ?C. e t I ?? D .Se t I ? 4.若上题中单位体积的导线中有n 个自由电子改为单位长度的导线中有n个自由电子,则正确的答案为 ( )

第二章恒定电流知识点总结

第二章《恒定电流》知识点总结 一、电流 1、电流形成得条件: 电荷得定向移动。规定正电荷定向移动得方向为电流得方向。 2、电流强度I ①定义式: 单位:安培(A) ②微观表达式: 其中:n为自由电荷得体密度;q为自由电荷得电量;S为导体得横截面积;v为自由电 荷定向移动得速度。 二、电源 1、电源得作用: ①电源相当于搬运工,把负电荷从电源正极搬到电源负极,使正极积累正电荷,负极积累负电荷; ②电源使导体两端存在一定得电势差(电压); ③电源使电路中有持续电流。 2、电动势E ①物理意义: 电动势就是描述电源把其她形式得能转化为电能本领得物理量。 ②定义式: 单位:伏特(V),其大小就是由电源本身决定得。 ③电动势E与电势差U得区别: 电动势,非静电力做功,其她形式得能转化为电能;电势差,电场力做功,电势能转化为其她形式得能。做多少功,就转化了多少能量。 三、欧姆定律 1、电阻R ①物理意义:导体对电流得阻碍作用。 ②定义式: 单位:欧姆(Ω),其大小就是由导体本身决定得。 ③决定式:,其中ρ为电阻率,反映材料得导电性能得物理量。金属导体得电阻率随着温度得升高而增大;合金得电阻率随着温度得变化而变化不明显;半导体得电阻率随着温度得升高而减小。 2、欧姆定律 注意:这就是一个实验规律,I、U、R三者之间并无决定关系。 3、伏安特性曲线 I-U图像:图像越靠近U轴,导体得电阻越大。①线性元件: I-U图像就是过原点O得直线。如R1,R2等,并且R1

第二章恒定电流 第一节 电源和电流

第二章恒定电流 第1节电源和电流 1.电源的作用是使电路两端维持一定的电势差,从而使电路中保持持续的电流. 2.导线中的电场是沿导线切线方向的恒定电场,在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系,在恒定电场中同样适用. 3.形成电流的条件 (1)电路中存在自由电荷; (2)电路两端存在持续的电势差. 4.电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向. (1)在金属导体中,电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;在电解液中,电流方向与正离子定向移动方向相同,与负离子定向移动方向相反. (2)恒定电流:方向和大小都不随时间变化的电流. 5.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nS v t;若电子的电荷量为e,那么在时间t内,通过某一横截面积的电荷量为enS v t;若导体中的电流为I,则电子定向移动的 速率为I enS. 6.下列说法中正确的是() A.导体中只要电荷运动就形成电流 B.在国际单位制中,电流的单位是A C.电流有方向,它是一个矢量 D.任何物体,只要其两端电势差不为零,就有电流存在 答案 B 解析自由电荷定向移动才形成电流,故选项A错误.形成电流的条件是导体两端保持有一定的电势差,且必须是导体,故选项D错误.电流有方向,但它是标量,故选项C 错误.正确选项为B. 7.以下说法中正确的是() A.只要有可以自由移动的电荷,就存在持续电流 B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的 C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多,导体中的电流越大 D.在金属导体内当自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了 答案BC 解析自由电子在电场力作用下才定向移动,定向移动时热运动也同时进行. 【概念规律练】 知识点一导线中的电场 1.导线中恒定电场的建立过程:在电源正、负极之间接入导线后,________使得导体中的电荷积累,从而产生________,合电场逐渐趋于与导线________,当不再有新的(更多)电荷积累,最后合电场与导线处处________,且不再变化,导线中电荷沿电场(导线)移动形成________,运动电荷的分布不随时间改变,形成一种________平衡,这两种电荷形成的合电场叫________. 答案电源的静电场附加电场平行平行恒定电流动态恒定电场 解析导线中的电场是两部分电场共同贡献的结果.首先电源电场使电子沿导线移动,并向导线某一侧聚集,从而产生附加电场.当两个电场达到动态平衡时,导线内只存在和导线平行的电场线,即形成恒定电场.

恒定电流教学设计

恒定电流教学设计 第七章恒定电流考纲要览考向预测本章为历年高考考点分布的重点区域之一,历年考题中均有体现,特别是规定的学生实验,不论是实验知识的检查,还是器材连接、数据处理、误差分析等,每年试题中都有所涉及,考的既具体又灵活,稳恒电路分析,也是高考试题的计算题常考内容之一.本章内容在高考中主要考查电路的计算,包括电阻的计算,串并联电阻的计算,电功、电热的计算,闭合电路欧姆定律的计算;电压、电流、电阻的测量.其中电路分析——包括含容电路分析、电路变化、动态问题分析,电功、电功率分配问题分析以及设计型实验题,都是考查中出现几率最大的部分,要重点加以掌握.设计型实验题也是一种考查趋势,该种题型不仅要求对于本章规定实验的原理能够深入理解,还要求具有灵活的思路,能熟练的将所学知识运用于新的情景,解决新的问题.更考查了学生的研究方法、掌握情况及创新思维能力的强弱.所以对于该种问题的复习要引起足够的重视.基础知识回顾1.电流电流的形成:电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压,导线中的自由电子就在电场力的作用下,从电势低处向电势高处定向移动,移动的方向与导体中的电流方向相反.导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电场线保持和导线平行.电流的宏观表达式:I=q/t,适用于任何电

荷的定向移动形成的电流.注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I=q/t计算电流强度时应引起注意.电流的微观表达式:n为单位体积内的自由电荷个数,S为导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率).物理意义:表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小.电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多.定义:在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值,叫电源的电动势,用E表示.定义式为:E=W/q.注意:①电动势的大小由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积、外电路无关.②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压.③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.电源的几个重要参数①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关.②内阻:电源内部的电阻.2.电动势是:A·h,mA·h.注意:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小.3.部分电路欧姆定律内容:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比.公式I?UR体导电.图像图7-1-1注意I-U曲线和U-I 曲线的区别:对于电阻一定的导体,图中两图都是过原点的直线,I-U图像的斜率表示--------,U-I图像的斜率表示------.还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻

E.用恒定电流场模拟静电场.05

实验名称用恒定电流场模拟静电场 一、前言 静电场是由电荷分布决定的。给定区域内的电荷分布和介质分布及边界条件,可根据麦克斯韦方程组和边界条件来求解电场分布。但大多数情况下求不出解析解,因此,要靠数值解法求出或实验方法测出电场分布。直接测量静电场很困难,因为仪表(或其探测头)放入静电场中会使被测电场发生一定变化。如果用静电式仪表测量,由于场中无电流流过,不起作用。实验中采用恒定电流场来模拟静电场,即通过测绘点定电流场的分布来测绘对应的静电场分布。 二、教学目标 1、学会用模拟法描绘和研究静电场的分布状况。 2、测绘柱形电极和平行板电极间的电场分布。 3、掌握了解模拟法应用的条件和方法。 4、加深对电场强度及电势等基本概念的理解。 三、教学重点 1、用模拟法描绘静电场的原理。 2、模拟法应用的条件和方法。 四、教学难点 1、正确选择等势点,掌握打点的方法。 2、学会用半对数坐标纸作图。 五、实验原理 电场强度和电势是表征电场特征的两个基本物理量,为了形象地表示静电场,常采用电场线和等势面来描绘静电场。电场线与等势面处处正交,因此有了等势面的图形就可大致画出电场线的分布图,反之亦然。当我们要测出某个带电体的静电场分布

时,由于其形状一般来说比较复杂,用理论计算其电场分布非常困难。同时仪表(或其探测头)放入静电场,总要使被测场原有分布状态发生畸变,不可能用实验手段直接测绘真实的静电场。为了克服上述困难,本实验采用数学模拟法,仿造一个与待测静电场分布完全一样的电流场(称为模拟场),使它的分布和静电场的分布完全一样,当用探针去探测模拟场时,它不受干扰,因此可以间接测出被模拟的静电场。 一般情况下,要进行数学模拟,模拟者和被模拟者在数学形式上要有相同的方程,在相同的初始条件和边界条件下,方程的特解相同,这样才可以进行模拟。由电磁学理论可知,电解质(或水)中稳恒电流的电流场与电介质(或真空)中的静电场具有相似性,都是有源场和保守场,都可以引入电势U ,两个场的电势都是拉普拉斯方程。 对于电流场有:222222 0U U U x y z ???++=???稳恒稳恒稳恒 对于静电场有: 2222 2 2 0U U U x y z ???+ + =???静电静电静电 在相同的边界条件下,这两个方程的特解相同,即这两种场的电势分布相似。实验中只要两种场的带电体的形状和大小,相对位置以及边界条件一样,就可以用电流场来研究和测绘静电场的分布。下面以同轴圆柱形电极的静电场和相应的模拟场——稳恒电流场来讨论这种等效性。 图1 同轴圆柱电极(a )及其静电场分布图(b ) 如图1(a )所示为一个同轴圆柱电极,内电极半径为a r ,外电极内半径为b r ,内电极电势a U ,外电极电势0b U =,其间充以电容率为0ε的均匀电介质,在两极间距轴心 r 处的电势为

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