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1、第十一章恒定電流第一單元基本概念和定律知識目標(biāo)一、電流、電阻和電阻定律【例1】來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_________。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2=_______。L4L質(zhì)子源v1v2解：按定義，由于各處電流相同，設(shè)這段長度為l，其
2、中的質(zhì)子數(shù)為n個，則由。而點評：解決該題的關(guān)鍵是：（1）正確把握電流強度的概念I(lǐng)＝Q/t而Q＝ne。所以n=Q/e=It/e,（2）質(zhì)子源運動路程上的線密度與其瞬時速度成反比，因為I＝neSv，所以當(dāng)電流I一定時，n與v成反比．三、電功、電功率【例1】來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_________。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L
3、和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2=_______。解析：燈泡上標(biāo)有“220V，60W”的字樣，表明燈泡的額定電壓（即正常一作的電壓）為220V，只有在這個電壓下，它的功率才是額定功率60w．如果實際的電壓不是220V，那么它的功率就不再是60W．由題意可認(rèn)為它相當(dāng)于一個阻值不變的電阻．燈泡的工作電流I=P/U=60/220=0。27（A）燈泡的電阻R=U2/P=2202/60=807（Ω）燈泡的實際功率P/=U/2/R=2002/807=50（W）點評：由公式P
4、=U2/R可知，當(dāng)用電器電阻R不變時，P∝U2，可用P1/P2=U12/U22來計算，這樣就不必算出燈絲的電阻．用電器實際功率的大小，是由加在用電器兩端的實際電壓的大小決定的．【例4】直流電動機線圈的電阻為R，當(dāng)電動機工作時通過線圈的電流是I，此時它兩端的電壓為U，則電動機的輸出功率為（）A．UI；B．IU＋I(xiàn)2RC．IU一I2R；D．U2／R解析：該題不少學(xué)生選了D，其原因是同電源輸出功率混淆，認(rèn)為輸出功率就是端電壓與電流乘積，而這里不是電源輸出而是電機輸出．答案：C點評：（l）處理該類題目首先應(yīng)當(dāng)注意這是非純電阻
5、電路．（2）這里的輸入功率UI=轉(zhuǎn)化成機械能的功率十轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的功率．【例5】某脈沖激光器的耗電功率為2×l03W，每秒鐘輸出10個光脈沖，每個脈沖持續(xù)的時間10－8s，攜帶的能量為0．2J。則每個脈沖的功率為W。該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為解析:P＝W/t=2×107W。每秒鐘轉(zhuǎn)化為光脈的能量是E＝0．2J×10=2J，該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率η=E/E總=0．001規(guī)律方法1．電功、電功率的計算【例6】微型吸塵器的直流電動機內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0．3V的電壓時，通過的電流為0．3A，此時電動機不轉(zhuǎn)，
6、當(dāng)加在電動機兩端的電壓為2．0V時，電流為0．8A，這時電動機正常工作，則吸塵器的效率為多少？解析：當(dāng)加0.3V電壓時，電動機不轉(zhuǎn)，說明電動機無機械能輸出，它消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時電動機也可視為純電阻，則r=U1/I1=1Ω，當(dāng)加2．0V電壓，電流為0．8A時，電動機正常工作，有機械能輸出，此時的電動機為非純電阻用電器，消耗的電能等于轉(zhuǎn)化機械能和內(nèi)能之和。轉(zhuǎn)化的熱功率由P=I22r=0．82×1=0．64W計算，總功率由P0=I2U2=0．8×2．0＝1．6W計算。所以電動機的效率為η=（P－P0）/P=60
7、％。2．部分電路歐姆定律的應(yīng)用【例7】如圖所示是一種測定風(fēng)作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細(xì)長金屬絲下面,O是懸點，R0是保護電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與細(xì)金屬絲始終保護良好接觸．無風(fēng)時，金屬絲與電阻絲在C點接觸，此時示數(shù)為I0；有風(fēng)時金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度θ，角θ與風(fēng)力大小有關(guān)，設(shè)風(fēng)力方向水平向左，OC=h,CD=L,金屬球質(zhì)量為m，電阻絲單位長度的阻值為k，電源內(nèi)阻和金屬絲電阻不計，金屬絲偏角為θ時，的示數(shù)為I/，此時風(fēng)力為F,試寫出：（1）F與θ的關(guān)系式．（2)F與I/的關(guān)系式．解析:(1)有風(fēng)
8、力時；對金屬球P,受力如圖,F=F1sinθ;mg=F1cosθ;F=mgtanθFF1mgθ(2)無風(fēng)時,電路中U=I0(R0＋kL)有風(fēng)力時,電路中U=I/(R0＋kL/),L/=L－h(huán)tanθ由以上各式解得思考：本題你是怎樣將實際問題抽象成簡單的物理模型的？試題展示1．關(guān)于電阻率，下列說法中不正確的是A．電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理
