在研究閉合電路中的電壓、電流問題時(shí),將兩個(gè)電源的路端電壓隨電流變化的U-I 關(guān)系圖象畫在同一直角坐標(biāo)系上,如圖所示.由圖象可以得到兩個(gè)電源的電動勢E1、E2和內(nèi)阻r1、r2的關(guān)系正確的是( )

A.E1=E2,r1>r2
B.E1=E2,r1<r2
C.E1>E2,r1=r2
D.E1<E2,r1=r2
【答案】分析:根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E-Ir,分析電源的U-I圖線縱軸截距和斜率的物理意義.當(dāng)I=0時(shí),U=E,圖線縱軸截距等于電源的電動勢.根據(jù)數(shù)學(xué)知識得知,圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻.
解答:解:根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E-Ir,當(dāng)I=0時(shí),U=E,說明圖線縱軸截距等于電源的電動勢,由圖可知,兩電源的電動勢相等,即E1=E2.根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知,圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻,由圖可知,圖線1的斜率絕對值小于圖線2的斜率絕對值,則r1<r2
故選B
點(diǎn)評:本題考查對電源的外特性曲線的理解能力.抓住圖線的截距和斜率的物理意義是關(guān)鍵.基礎(chǔ)題.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)規(guī)律是人類在電磁學(xué)研究中的偉大成就.在取得這項(xiàng)偉大成就的過程中,法國物理學(xué)家安培、瑞士人科拉頓、英國物理學(xué)家法拉第等人前后進(jìn)行了多年的研究.在這項(xiàng)研究的眾多工作中,其中有兩個(gè)重要環(huán)節(jié):
(1)研究者敏銳地覺察并提出“磁生電”的閃光思想;
(2)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):磁場中閉合電路包圍的面積發(fā)生變化,從閉合線圈中抽出或者插入條形磁鐵等多種條件下,閉合電路中有感應(yīng)電流,最終研究者抓住產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的共同本質(zhì),總結(jié)出閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量發(fā)生變化.下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2010?安徽模擬)I.下列有關(guān)高中物理實(shí)驗(yàn)的說法中,不正確的一項(xiàng)是
D
D

A.“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是等效替代法
B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V的交流電
C.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中,由紙帶上的一系列點(diǎn)跡取計(jì)數(shù)點(diǎn),可求出任意兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的平均速度
D.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,必須要用天平測出下落物體的質(zhì)量
Ⅱ.二極管是一種半導(dǎo)體元件,電路符號為“”,其特點(diǎn)是具有單向?qū)щ娦,即電流從正極流入時(shí)電阻比較小,而從負(fù)極流入時(shí)電阻比較大.
①某實(shí)驗(yàn)興趣小組對某種晶體二極管的伏安特性曲線進(jìn)行測繪.因二極管外殼所印的標(biāo)識模糊,為判斷正負(fù)極,用多用電表電阻擋測二極管的正反向電阻.將選擇開關(guān)旋至合適倍率,調(diào)整歐姆零點(diǎn)后,將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時(shí),指針偏角比較;再將紅、黑表筆位置對調(diào)時(shí),指針偏角比較大,由此判斷
端為二極管的正極.(選填“左”、“右”)
②廠家提供的伏安特性曲線如圖1.該小組只對加正向電壓時(shí)的伏安特性曲線進(jìn)行了測繪,以驗(yàn)證與廠家提供的數(shù)據(jù)是否一致,可選用的器材有:
A.直流電源,電動勢3V,內(nèi)阻忽略不計(jì);
B.0~20Ω的滑動變阻器一只;
C.量程5V、內(nèi)阻約50kΩ的電壓表一只;
D.量程3V、內(nèi)阻約20kΩ的電壓表一只;
E.量程0.6A、內(nèi)阻約0.5Ω的電流表一只;
F.量程50mA、內(nèi)阻約5Ω的電流表一只;
G.待測二極管一只;
H.導(dǎo)線、電鍵等.
為了提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度,電壓表應(yīng)選用
D
D
,電流表應(yīng)選用
F
F
.(填序號字母)
③為了達(dá)到測量目的,請?jiān)诖痤}卡上圖2的虛線框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖.
④為了保護(hù)二極管,正向電流不要超過25mA,請你對本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或操作提出一條合理的建議
在二極管支路串入一阻值合適的限流電阻起保護(hù)作用;
在二極管支路串入一阻值合適的限流電阻起保護(hù)作用;

⑤該小組通過實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)后描繪出了二極管的伏安特性曲線,通過對比,與廠家提供的曲線基本吻合.如果將該二極管與一阻值R=50Ω的電阻串聯(lián),再接至電動勢E=1.5V、內(nèi)阻不計(jì)的電源上,二極管處于正向?qū)顟B(tài).請你寫出根據(jù)題中給出的伏安曲線求通過二極管電流的步驟:(不要求求出結(jié)果)
設(shè)二極管兩端電壓為U,通過的電流為I,由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I,在二極管伏安圖象中作出該方程的直線,該直線與二極管伏安曲線相交,讀出交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即為I.
設(shè)二極管兩端電壓為U,通過的電流為I,由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I,在二極管伏安圖象中作出該方程的直線,該直線與二極管伏安曲線相交,讀出交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即為I.

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科目:高中物理 來源:(課標(biāo)人教版)2010年《高考風(fēng)向標(biāo)》物理 第10章 電磁感應(yīng) 第3講 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用 人教版 題型:022

電磁感應(yīng)與電路的綜合

關(guān)于電磁感應(yīng)電路的分析思路其步驟可歸納為“一源、二感、三電”,具體操作為:

對于電磁感應(yīng)電路的一般分析思路是:先電后力,具體方法如下:

①先做“源”的分析:分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的________,并求出電源的________和電源的________.在電磁感應(yīng)中要明確切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路相當(dāng)于________,其他部分為________.接著用右手定則或楞次定律確定感應(yīng)電流的________.在電源(導(dǎo)體)內(nèi)部,電流由________(低電勢)流向電源的________(高電勢),在外部由正極流向負(fù)極.

②再做路的分析:分析電路的結(jié)構(gòu),畫出________,弄清電路的________,再結(jié)合閉合電路歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)求出相關(guān)部分的________,以便計(jì)算________

③然后做力的分析:分離力學(xué)研究對象(通常是電路中的桿或線圈)的受力分析,特別要注意________力與________力的分析.

④接著運(yùn)動狀態(tài)的分析:根據(jù)力與運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)系,確定物體的________

⑤最后做能量的分析:找出電路中________能量的部分結(jié)構(gòu)和電路中________能量部分的結(jié)構(gòu),然后根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒建立等式關(guān)系.

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科目:高中物理 來源:2009-2010學(xué)年北京市西城區(qū)高二(下)期末物理試卷(解析版) 題型:選擇題

發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)規(guī)律是人類在電磁學(xué)研究中的偉大成就.在取得這項(xiàng)偉大成就的過程中,法國物理學(xué)家安培、瑞士人科拉頓、英國物理學(xué)家法拉第等人前后進(jìn)行了多年的研究.在這項(xiàng)研究的眾多工作中,其中有兩個(gè)重要環(huán)節(jié):
(1)研究者敏銳地覺察并提出“磁生電”的閃光思想;
(2)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):磁場中閉合電路包圍的面積發(fā)生變化,從閉合線圈中抽出或者插入條形磁鐵等多種條件下,閉合電路中有感應(yīng)電流,最終研究者抓住產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的共同本質(zhì),總結(jié)出閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量發(fā)生變化.下列說法正確的是( )
A.環(huán)節(jié)(1)提出“磁生電”思想是受到了電流磁效應(yīng)的啟發(fā)
B.環(huán)節(jié)(1)提出“磁生電”思想是為了對已有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出解釋
C.當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合電路所處的磁場一定發(fā)生了變化
D.環(huán)節(jié)(2)的研究過程,體現(xiàn)了從大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)出發(fā),總結(jié)出一般規(guī)律的研究方法

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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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)的等效電阻。

2、基爾霍夫(克?品颍┒

a、基爾霍夫第一定律:在任一時(shí)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;干電池、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)殡娔埽辉与姵厥菍⒃雍朔派淠苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔;在電子設(shè)備中,有時(shí)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(shí)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(shí)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(shí),電場力對電荷作的功叫做電功W。單位時(shí)間內(nèi)電場力所作的功叫做電功率P 。

計(jì)算時(shí),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(shí),在兩個(gè)電極上(或電極旁)同時(shí)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(jià)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(gè)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(shí),可以使中性分子電離,即所謂碰撞電離。同時(shí),在正離子向陰極運(yùn)動時(shí),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(shí)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(shí),稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。電阻率為零時(shí)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(jià)值不大,為了解決這個(gè)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(gè)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(gè)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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