電流和電源-精美解析版

1、.電流和電源一、單項(xiàng)選擇題本大題共5小題，共30.0分1. 電源電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的才能，因此()A. 電動(dòng)勢(shì)是一種非靜電力B. 電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明電源儲(chǔ)存的電能越多C. 電動(dòng)勢(shì)的大小是非靜電力做功才能的反映D. 電動(dòng)勢(shì)就是閉合電路中電源兩端的電壓C濟(jì)南一中解：A、電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功，不是一種非靜電力，故A錯(cuò)誤BC、電動(dòng)勢(shì)是描繪電源把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，是非靜電力做功才能的反映，電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大，故B錯(cuò)誤，C正確D、電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓，

2、在閉合電路中電源兩極間的電壓是路端電壓，小于電源電動(dòng)勢(shì)，故D錯(cuò)誤應(yīng)選：C電動(dòng)勢(shì)等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功，描繪電源把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量此題考察對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解，要注意電源電動(dòng)勢(shì)表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，抓住電動(dòng)勢(shì)的物理意義和閉合電路歐姆定律進(jìn)展分析2. 銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子，今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，電子平均定向挪動(dòng)的速率為()A. 光速cB. IneSC. IneSmD. mIneSD濟(jì)南一中解：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度質(zhì)量為：m'=S1；單位長(zhǎng)度原子數(shù)為：；每個(gè)銅原子可以提

3、供一個(gè)自由電子，故電子數(shù)為n=SNAm；電流I=qt=net；而t=lv；解得：v=lt=lIne=mIneS；應(yīng)選：D。設(shè)自由電子定向挪動(dòng)的速率為v和導(dǎo)線(xiàn)中自由電子從一端定向移到另一端所用時(shí)間為t，求出導(dǎo)線(xiàn)中自由電子的數(shù)目，根據(jù)電流的定義式推導(dǎo)出電流的微觀表達(dá)式，解得自由電子定向挪動(dòng)的速率此題關(guān)鍵是建立物理模型，根據(jù)電流的定義式推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式，它是聯(lián)絡(luò)微觀與宏觀的橋梁3. 干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A. 當(dāng)外電路閉合時(shí)，干電池兩極間的電壓等于1.5VB. 當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，干電池兩極間的電壓等于零C. 當(dāng)外電路閉合時(shí)，在1s內(nèi)有1.5C的電荷通過(guò)該電池D. 當(dāng)1C

4、的電荷通過(guò)干電池時(shí)，干電池可以把1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D濟(jì)南一中解：A、當(dāng)外電路閉合時(shí)，兩極間的電壓為路端電壓，小于電動(dòng)勢(shì)1.5V，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，干電池兩極間的電壓等于電動(dòng)勢(shì)，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)電動(dòng)勢(shì)無(wú)法求出單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電量，故C錯(cuò)誤；D、由電動(dòng)勢(shì)的定義式E=Wq可知，當(dāng)1C的電荷通過(guò)干電池時(shí)，干電池可以把1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D正確應(yīng)選：D電池的電動(dòng)勢(shì)等于電池沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓.可根據(jù)W=qE求電池提供的電能.結(jié)合電動(dòng)勢(shì)的定義式E=Wq分析解決此題的關(guān)鍵要掌握電動(dòng)勢(shì)的定義式E=Wq，明確電動(dòng)勢(shì)和路端電壓的區(qū)別和聯(lián)絡(luò)4. 為了表達(dá)物理概念的本質(zhì)特點(diǎn)，科學(xué)

5、家會(huì)用比值定義法來(lái)定義物理量，以下屬于比值定義法的是()A. a=FmB. E=FqC. I=FBLD. U=QCB濟(jì)南一中解：A、a=Fm是牛頓第二定律的表達(dá)式，不是加速度的定義式，故A錯(cuò)誤；B、公式E=Fq是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小由本身決定，是比值定義法，故B正確；C、I=FBL是磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式的變形式，不是比值定義法，故C錯(cuò)誤；D、U=QC電容定義式的變形式，不是比值定義法，故D錯(cuò)誤；應(yīng)選：B。所謂比值定義法，就是用兩個(gè)根本的物理量的“比來(lái)定義一個(gè)新的物理量的方法；比值法定義的根本特點(diǎn)是被定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)的屬性，它不隨定義所用的物理量的大小取舍而改變。此題關(guān)

6、鍵抓住用比值定義法定義的物理量反映了物質(zhì)最本質(zhì)的屬性，與分子和分母的兩個(gè)物理量無(wú)關(guān)的特點(diǎn)進(jìn)展分析。5. 一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，表示該電池()A. 一定有1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能B. 在工作狀態(tài)下兩極間的電壓恒定為1.5VC. 比電動(dòng)勢(shì)為1.2V的電池存儲(chǔ)的電能多D. 將1C電量由負(fù)極輸送到正極過(guò)程中，非靜電力做了1.5J的功D濟(jì)南一中解：A、D、電源電動(dòng)勢(shì)的大小表征了電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于將1C電量的正電荷從電源的負(fù)極移到正極過(guò)程中非靜電力做的功，即一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，表示該電池能將1C電量的正電荷由負(fù)極移送到正極的過(guò)程中，非靜電力做了1

7、.5J的功，故D正確，A錯(cuò)誤；B、工作狀態(tài)時(shí)兩極間的電壓為路端電壓，小于電源的電動(dòng)勢(shì)；故B錯(cuò)誤；C、電動(dòng)勢(shì)大的說(shuō)明電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大，但電動(dòng)勢(shì)大的存儲(chǔ)的電能不一定多，故C錯(cuò)誤應(yīng)選：D電源是一種把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電動(dòng)勢(shì)E的大小等于非靜電力做的功與電量的比值，即E=W非q，其大小表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小，而與轉(zhuǎn)化能量多少無(wú)關(guān)電動(dòng)勢(shì)E大小表征電源把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小，而電壓U大小表征電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的大小，要注意區(qū)分二、多項(xiàng)選擇題本大題共4小題，共24分6. 如下圖，甲、乙兩電路中電源完全一樣，電阻R1>R2，在兩電路中分別通過(guò)一

8、樣的電荷量q的過(guò)程中，以下判斷正確的選項(xiàng)是()A. 電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱較多的是乙電路B. R1上產(chǎn)生的電熱比R2上產(chǎn)生的電熱多C. 電源做功較多的是甲電路D. 甲、乙兩電路中電源做功相等ABD濟(jì)南一中解：A.甲、乙兩電路中電源完全一樣，即電動(dòng)勢(shì)E與內(nèi)電阻r一樣，電阻R1>R2，根據(jù)閉合電路歐姆定律I=ER+r，得出I1<I2，再比較I12rt1與I22rt2，而I1t1=I2t2，可知電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱較多的是乙電路.故A對(duì)B.由公式W=qE，可知，兩電源做功相等，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱相等，而甲電源內(nèi)部產(chǎn)生的電熱小于乙電源內(nèi)部產(chǎn)生的電熱，所以甲圖外電路產(chǎn)生的電熱大于乙圖外電路.而外電路產(chǎn)

9、生的電熱就是電阻R上產(chǎn)生的電熱.故B對(duì)C.由公式W=qE，可知，通過(guò)的電量q和電動(dòng)勢(shì)E都一樣，所以?xún)呻娫醋龉ο嗟?故C錯(cuò)，D對(duì)應(yīng)選ABDA.比較甲乙兩電路的電流大小，再根據(jù)電熱公式Q=I2rt和通過(guò)的電量相等即可比較出兩電路內(nèi)部產(chǎn)生的電熱B.先比較整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱，再通過(guò)電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱大小從而比較出外電路產(chǎn)生的電熱CD.比較電源做功，可根據(jù)公式W=qE得知解決此題的關(guān)鍵是抓住通過(guò)的電量相等，再結(jié)合電熱的公式去求解.注意通過(guò)的電量相等，不能代表時(shí)間相等7. 如下圖，理想變壓器的副線(xiàn)圈上，通過(guò)輸電線(xiàn)連接兩只燈泡L1和L2，輸電線(xiàn)的等效電阻為R，原線(xiàn)圈輸入恒定的交變電壓.開(kāi)場(chǎng)時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，當(dāng)開(kāi)

10、關(guān)S閉合時(shí)，以下說(shuō)法正確的有()A. 等效電阻R的電壓增加B. 通過(guò)燈泡L1的電流增加C. 副線(xiàn)圈輸出的電壓增加D. 原線(xiàn)圈輸入的功率增加AD濟(jì)南一中解：A、開(kāi)關(guān)S閉合后，電阻減小，而電壓不變，副線(xiàn)圈的電流增大，電阻R電阻不變，電壓變大，故A正確；B、副線(xiàn)圈電流增大，R兩端的電壓增大，所以燈泡上電壓減小，故通過(guò)燈泡L1電流減小，故B錯(cuò)誤；C、副線(xiàn)圈電壓由原線(xiàn)圈和匝數(shù)比決定，而原線(xiàn)圈電壓和匝數(shù)比都沒(méi)有變，所以副線(xiàn)圈輸出電壓不變，故C錯(cuò)誤；D、原線(xiàn)圈的電壓不變，而電流增大，故原線(xiàn)圈的輸入功率增大，故D正確；應(yīng)選：AD 開(kāi)關(guān)S閉合后改變了副線(xiàn)圈的電流和功率，根據(jù)變壓器原副線(xiàn)圈電壓、電流與匝數(shù)比的關(guān)系

11、即可求解此題主要考察了變壓器的原理，要知道開(kāi)關(guān)S閉合后，副線(xiàn)圈的電流和功率都變大，難度不大，屬于根底題8. 兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向均垂直紙面，但方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，寬度分別為L(zhǎng)和2L.有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合線(xiàn)圈在外力作用下，向右勻速通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)，如下圖，用i表示電路中的感應(yīng)電流，F(xiàn)表示外力，F(xiàn)A表示線(xiàn)框受到的安培力，PQ表示線(xiàn)圈中的熱功率，并以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流正方向，向右為力的正方向，線(xiàn)圈在圖示位置為位移起點(diǎn)，那么以下圖象中正確的選項(xiàng)是()A. B. C. D. ACD濟(jì)南一中解：在0L的位移內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，根據(jù)右手定那么，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，電流大小I=BLvR.所受

12、的安培力FA=BIL=B2L2vR，方向向左，而F=FA=B2L2vR.方向向右.線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱功率P=I2R=B2L2v2R在L2L位移內(nèi)，電流I=2BLvR，方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍馨才嗔A=2BIL=4B2L2vR，方向向左，拉力F=FA=4B2L2vR，方向向右.線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱功率P=I2R=4B2L2v2R在2L3L位移內(nèi)，電流I=0，安培力為0，拉力F=0，線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱功率為0在3L4L位移內(nèi)，電流大小I=BLvR.方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?所受的安培力FA=BIL=B2L2vR，方向向左，而F=FA=B2L2vR.方向向右.線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱功率P=I2R=B2L2v2R.故A、C、D正確，B錯(cuò)誤

13、應(yīng)選ACD根據(jù)E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大小，再根據(jù)FA=BIL求出安培力的大小，根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)，得出拉力的大小.根據(jù)P=I2R得出線(xiàn)圈中的熱功率解決此題的關(guān)鍵掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，掌握右手定那么判斷感應(yīng)電流的方向以及左手定那么判斷安培力的方向9. 截面直徑為d、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)，兩端電壓為U，當(dāng)這三個(gè)量中的一個(gè)改變時(shí)，對(duì)自由電子定向挪動(dòng)平均速率的影響，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A. 電壓U加倍時(shí)，自由電子定向挪動(dòng)的平均速率加倍B. 導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L加倍時(shí)，自由電子定向挪動(dòng)的平均速率減為原來(lái)的一半C. 導(dǎo)線(xiàn)截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向挪動(dòng)的平均速率不變D.

14、導(dǎo)線(xiàn)截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向挪動(dòng)的平均速率加倍ABC濟(jì)南一中解：A、電壓U加倍時(shí)，由歐姆定律得知，電流加倍，由電流的微觀表達(dá)式I=nqvS得知，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率v加倍.故A正確B、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l加倍，由電阻定律得知，電阻加倍，電流減半，那么由電流的微觀表達(dá)式I=nqvS得知，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率v減半.故B正確CD、導(dǎo)線(xiàn)橫截面的直徑d加倍，由S=d24得到，截面積變?yōu)?倍，由電阻定律得知，電阻變14倍，電流變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I=nqvS得知，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率v不變.故C正確，D錯(cuò)誤應(yīng)選：ABC根據(jù)歐姆定律、電流的微觀表達(dá)式I=nqvS和電阻定律結(jié)合

15、分析自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率如何變化高中物理中涉及自由電荷定向挪動(dòng)速度的公式只有電流的微觀表達(dá)式I=nqvS，此題考察歐姆定律、電阻定律和電流的微觀表達(dá)式I=nqvS綜合應(yīng)用才能三、填空題本大題共1小題，共3分10. 電荷的_ 形成電流，物理學(xué)規(guī)定_ 定向挪動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?在金屬中可以自由挪動(dòng)的是_ 定向挪動(dòng)；正電荷；電子濟(jì)南一中解：電流是由電荷的定向挪動(dòng)形成的.同時(shí)規(guī)定了電流的方向是：正電荷定向挪動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?金屬中可以自由挪動(dòng)的是自由電子，帶負(fù)電故答案為：定向挪動(dòng)；正電荷；電子電流的方向是這樣規(guī)定的：正電荷定向挪動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?而多數(shù)情況下是負(fù)電荷定向挪動(dòng)形成電流，負(fù)

16、電荷向右挪動(dòng)相當(dāng)于正電荷向左挪動(dòng).由此入手分析無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，只要定向挪動(dòng)都會(huì)形成電流，不要將電流的形成與電流的方向的規(guī)定混淆四、計(jì)算題本大題共4小題，共38分11. 如下圖，A為電解槽，N為電爐子，恒定電壓U=12V，電解槽內(nèi)阻rA=2，當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為6A； 當(dāng)S2閉合、S1斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為4A，求：(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大？(2)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？解：(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I1=UR，得：R=UI1=12V6A=2 其發(fā)熱功率為：PR=UI1=12×6 W=72 

17、;W；(2)電解槽為非純電阻元件，發(fā)熱功率為：P熱=I22rA=42×2=32W 總功率為：P總=UI2=12×4=48W 故電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為：P化=P總-P熱=48-32=16W；答：(1)電爐子的電阻為2，發(fā)熱功率為72W；(2)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為16W濟(jì)南一中(1)當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，電爐子工作，根據(jù)歐姆定律求解電阻，根據(jù)焦耳定律求解發(fā)熱功率；(2)根據(jù)P=UI求解電功率，根據(jù)P出=UI-I2r求解電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率電解槽電路在正常工作時(shí)是非純電阻電路，不能用歐姆定律求解其電流，只能根據(jù)電路中電流關(guān)系求電流、根據(jù)焦耳定律求解發(fā)熱功

18、率12. 對(duì)于同一物理問(wèn)題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)展研究，找出其內(nèi)在聯(lián)絡(luò)，從而更加深化地理解其物理本質(zhì)(1)一段橫截面積為S、長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線(xiàn)，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電量為e.該導(dǎo)線(xiàn)通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向挪動(dòng)的速率均為v(a)求導(dǎo)線(xiàn)中的電流I；(b)將該導(dǎo)線(xiàn)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)線(xiàn)所受安培力大小為F安，導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F，推導(dǎo)F安=F(2)正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量.為簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的時(shí)機(jī)均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度

19、方向都與器壁垂直，且速率不變.利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系(注意：解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說(shuō)明)解：(1) (a)：(1)導(dǎo)體中電流大小                    I=qt- t時(shí)間內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度為vt，那么其體積為Svt，通過(guò)導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為nSvt 該時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體該截面的電量：q=nSvte- 由式得I

20、=nesv；(b)令導(dǎo)體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，那么導(dǎo)體受到安培力的大小F安=BIL 又因?yàn)镮=nesv 所以F安=BnesvL=nsLevB 長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體中電子數(shù)為N=nsl 每個(gè)電子所受洛倫茲力為evB 所以N個(gè)粒子所受洛倫茲力的合力為F=NevB=nslevB 即：F安=F(2)考慮單位面積，t時(shí)間內(nèi)能到達(dá)容器壁的粒子所占據(jù)的體積為V=Svt=1×vt，其中粒子有均等的概率與容器各面相碰，即可能到達(dá)目的區(qū)域的粒子數(shù)為16nV=16nvt，由動(dòng)量定理可得：f=pt=16nvt(2×mv)t=13nmv2 答：(1)a、導(dǎo)線(xiàn)中電流I=nesv b、推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)解答；(2)f=13nmv

21、2濟(jì)南一中(1)取一時(shí)間段t，求得相應(yīng)挪動(dòng)長(zhǎng)度l=vt，體積為為Svt.總電量為nesvt，再除以時(shí)間，求得表達(dá)式；(2)根據(jù)電流的微觀表達(dá)式，代入F=BIL，可得(3)粒子與器壁有均等的碰撞時(shí)機(jī)，即相等時(shí)間內(nèi)與某一截面碰撞的粒子為該段時(shí)間內(nèi)粒子數(shù)的16，據(jù)此根據(jù)動(dòng)量定理求與某一個(gè)截面碰撞時(shí)的作用力f考察電流的宏觀和微觀表達(dá)式及其關(guān)系，安培力是電荷定向挪動(dòng)所受洛倫茲力的宏觀表達(dá)，碰撞時(shí)根據(jù)動(dòng)量定理求作用力.聯(lián)絡(luò)宏觀和微觀題目有一定難度13. 電流是國(guó)際單位制中七個(gè)根本物理量之一，也是電學(xué)中常用的概念.金屬導(dǎo)體導(dǎo)電是由于金屬導(dǎo)體內(nèi)部存在大量的可以自由挪動(dòng)的自由電子，這些自由電子定向挪動(dòng)形成電流(

22、1)電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流.設(shè)處于基態(tài)氫原子的電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑為R，電子質(zhì)量為m，電量為e，靜電力常量為k，求此環(huán)形電流的大小(2)一段橫截面積為S、長(zhǎng)為l的金屬導(dǎo)線(xiàn)，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電量為e.自由電子定向挪動(dòng)的平均速率為va.求導(dǎo)線(xiàn)中的電流；b.按照經(jīng)典理論，電子在金屬中運(yùn)動(dòng)的情形是這樣的：在外加電場(chǎng)(可通過(guò)加電壓實(shí)現(xiàn))的作用下，自由電子發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，便產(chǎn)生了電流.電子在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中要不斷地與金屬離子發(fā)生碰撞，將動(dòng)能交給金屬離子(微觀上使其熱運(yùn)動(dòng)更加劇烈，宏觀上產(chǎn)生了焦耳熱)，而自己的動(dòng)能降為零，然后在電場(chǎng)的作用下重新開(kāi)場(chǎng)加速運(yùn)動(dòng)(為簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們假定：電子沿電流方向

23、做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))，經(jīng)加速運(yùn)動(dòng)一段間隔 后，再與金屬離子發(fā)生碰撞.電子在兩次碰撞之間走的平均間隔 叫自由程，用L表示.請(qǐng)從宏觀和微觀相聯(lián)絡(luò)的角度，結(jié)合能量轉(zhuǎn)化的相關(guān)規(guī)律，求金屬導(dǎo)體的電阻率解：(1)電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有：ke2R2=mv2R 周期為：T=2Rv 解得：T=2emR3k 電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的等效電流為：I=eT=e22kmR3；(2)a.導(dǎo)體中電流大小為：I=qt  t時(shí)間內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的間隔 長(zhǎng)度為vt，那么其體積為svt，通過(guò)導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為nSvt，該時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體該截面的電量：q=nSvte 所以得：I=nesv b.導(dǎo)體中電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式為：

24、I=nesv 自由程L段內(nèi)根據(jù)電阻定律：R=Ls 根據(jù)歐姆定律：R=UI 自由程內(nèi)，電子在電場(chǎng)作用下，速度從0增加到；由動(dòng)能定理： 又由于v=v'2，可得出電阻率的表達(dá)式為：=2mvne2L 答：(1)此環(huán)形電流的大小為e22kmR3；(2)a、導(dǎo)線(xiàn)中的電流為nesv b、電阻率的表達(dá)式為=2mvne2L濟(jì)南一中(1)電子在庫(kù)侖力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求得周期，再根據(jù)電流的定義可求得等效電流；(2)a、根據(jù)電流形成的微觀意義可明確其對(duì)應(yīng)的微觀表達(dá)式；b、根據(jù)題意進(jìn)展分析，明確電流的微觀表達(dá)式，再根據(jù)電阻定律進(jìn)展分析，即可求得電阻率此題考察電流的微觀表達(dá)式及電流定律的應(yīng)用，

25、在解題時(shí)要注意明確題意，從題干中找出有用的信息，在建立我們常見(jiàn)的物理模型，即可根據(jù)物理規(guī)律分析求解14. 如下圖，虛線(xiàn)框內(nèi)為某種電磁緩沖車(chē)的構(gòu)造示意圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m的“U框型緩沖午廂.在車(chē)廂的底板上固定著兩個(gè)光滑程度絕緣導(dǎo)軌PQ、MN，緩沖車(chē)的底部固定有電磁鐵(圖中未畫(huà)出)，能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面并隨車(chē)廂一起運(yùn)動(dòng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)導(dǎo)軌右端QN是磁場(chǎng)的右邊界.導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線(xiàn)圈abcd，線(xiàn)圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng).假設(shè)緩沖車(chē)以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下(碰前車(chē)廂與滑塊相對(duì)靜止)，此后線(xiàn)圈與軌道磁場(chǎng)的作用使車(chē)廂減速運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)緩沖.不計(jì)一切摩擦阻力(1)求滑塊K的線(xiàn)圈中最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em的大??；(2)假設(shè)緩沖車(chē)廂向前挪動(dòng)間隔 L后速度為零(導(dǎo)軌未碰到障礙物)，那么此過(guò)程線(xiàn)圈ab