熱電量例題選

熱電量例題選第1頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一部分：可能與部分選擇、填空有關(guān)的例題（未整理格式）第2頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例、如圖所示的過(guò)程是理想氣體的熱量與對(duì)外作功的關(guān)系曲線，其中一條為等溫過(guò)程，另兩條為初態(tài)相同的氣體的等壓過(guò)程。A、試指出哪條曲線對(duì)應(yīng)等溫過(guò)程，哪條曲線對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程？B、對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的兩條曲線中的分子自由度分別為多少（不考慮振動(dòng)自由度）？分別是單原子分子還是多原子分子氣體？C、對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸的過(guò)程是么過(guò)程？QA123第3頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A、試指出哪條曲線對(duì)應(yīng)等溫過(guò)程，哪條曲線對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程？QA123解：在等溫過(guò)程中，故斜率為1的曲線“1”對(duì)應(yīng)等溫過(guò)程，其余兩條為等壓過(guò)程。第4頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B、對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的兩條曲線中的分子自由度分別為多少（不考慮振動(dòng)自由度）？分別是單原子分子還是多原子分子氣體？QA123對(duì)一摩爾氣體：對(duì)直線“2”對(duì)直線“3”單原子雙原子第5頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C、對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸的過(guò)程是么過(guò)程？QA123顯然：橫軸代表等容過(guò)程；縱軸代表絕熱過(guò)程。第6頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有解因?yàn)槌?、末兩態(tài)是平衡態(tài)，所以有如圖，一絕熱密封容器，體積為V0，中間用隔板分成相等的兩部分。左邊盛有一定量的氧氣，壓強(qiáng)為p0，右邊一半為真空。例求把中間隔板抽去后，達(dá)到新平衡時(shí)氣體的壓強(qiáng)絕熱過(guò)程自由膨脹過(guò)程第7頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例容積V=1m3的容器內(nèi)混有N1=1.0×1025個(gè)氧氣分子和N2=4.0×1025個(gè)氮?dú)夥肿?，混合氣體壓強(qiáng)是2.76×105Pa,求(1)分子的平均平動(dòng)動(dòng)能；(2)混合氣體的溫度。解：分析：T和V相同，p=p1+p2(2)由狀態(tài)方程：=＞(1)由溫度公式得：第8頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題

摩爾數(shù)相同的氧氣和二氧化碳?xì)怏w（視為理想氣體），如果它們的溫度相同，則兩氣體

A.內(nèi)能相等；B.分子的平均動(dòng)能相同；C.分子的平均平動(dòng)動(dòng)能相同；D.分子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能相同。第9頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題

指出下列各式所表示的物理意義，

(1)(2)(3)(4)——與每個(gè)自由度對(duì)應(yīng)的平均動(dòng)能——分子的平均平動(dòng)動(dòng)能——分子的平均總動(dòng)能——

1mol氣體的內(nèi)能第10頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(5)(6)——

質(zhì)量為m的氣體內(nèi)所有分子的平均平動(dòng)動(dòng)能之和——

質(zhì)量為m的氣體的內(nèi)能質(zhì)量為m的單原子氣體的內(nèi)能.第11頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月討論思考題：試說(shuō)明下列各式的物理意義①②③④⑤速率在的所有分子速率總和被總分子數(shù)除速率在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)速率在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率并非之間的分子的平均速率第12頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑦⑧⑥速率在的所有分子速率總和分子平動(dòng)動(dòng)能的平均值速率在內(nèi)的分子的平均速率第13頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月f(v)vT1T2例1、圖為同一種氣體，處于不同溫度下的速率分布曲線，試問(wèn)（1）哪一條曲線對(duì)應(yīng)的溫度高？（2)如果這兩條曲線分別對(duì)應(yīng)的是同一溫度下氧氣和氫氣的分布曲線，問(wèn)哪條曲線對(duì)應(yīng)的是氧氣，哪條對(duì)應(yīng)的是氫氣？解：(1)T1<

T2(2)綠：氧

白：氫第14頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3、求速率在v1—v2區(qū)間內(nèi)的分子的平均速率。解：第15頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1：

麥克斯韋速率分布曲線

f()T

op

1

2

d1.速率范圍:

2.歸一化條件:3.意義：豎線();窄條();寬面積()。用數(shù)學(xué)表示。4.溫度升高和降低，曲線分別怎么畫？0

f()

f()d,dN/N第16頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月f(v)v01000例2.圖示曲線表示氫氣和氧氣在同一溫度下的分布曲線。則：若圖表示同種氣體不同溫度下的分布，哪條高？解：40001000第17頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3、設(shè)一氣體服從麥克斯韋分布律，寫出：A、速率在之間的分子平均速率表達(dá)式；B、速率在的分子平均速率表達(dá)式。解：將0到間的所有分子的速率累加，除以0到間的分子數(shù)即可得到其間的A：B：同理：分布函數(shù)應(yīng)是所在區(qū)間的分布函數(shù)第18頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2、一長(zhǎng)直電流I在平面內(nèi)被彎成如圖所示的形狀其中直電流ab和cd的延長(zhǎng)線過(guò)o；電流bc是以o為圓心、以R2為半徑的1/4圓?。浑娏鱠e也是以o為圓心、但以R1為半徑的1/4圓??；直電流ef與圓弧電流de在e點(diǎn)相切。求：場(chǎng)點(diǎn)o處的磁感強(qiáng)度第19頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：場(chǎng)點(diǎn)o處的磁感強(qiáng)度是由五段特殊形狀電流產(chǎn)生的場(chǎng)的疊加，即由畢薩拉定律得到各電流的磁感強(qiáng)度分別是方向：第20頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2、一個(gè)電流元位于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)，電流沿z軸方向，點(diǎn)P(x,y,z)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿x軸的分量是多少？解：根據(jù)畢-沙定理和矢量叉乘法則得，第21頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例4.如圖所示，求載流線圈所受磁力矩的大小和方向。解:BI第23頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月已知：B=Kt，LV求：例2）均勻磁場(chǎng)與導(dǎo)體回路法線的夾角=600磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=Kt,（K為常數(shù)）。導(dǎo)線L且以速率V向右滑動(dòng)，求回路中任一時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解：設(shè)右旋BXLL第24頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月已知：B=Kt，LV求：解：設(shè)右旋BXLL第25頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可見：1）與反向。2）電動(dòng)勢(shì)分為兩部分，一部分是由場(chǎng)變引起的，一部分由導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)所引起的。3）利用求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的步驟：約定磁通與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)右旋找出用求其值BXL第26頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1）求長(zhǎng)螺線管線圈的自感量（）RR通以電流I求第27頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1）有一電感線圈，L=2mh，接入電路中。開關(guān)合上時(shí)，線圈中的電流在0.05秒內(nèi)均勻地從零增至1A，求線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)。10.05t（s）解：1）電流變化規(guī)律2）求第28頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：設(shè)導(dǎo)線路通以電流I例1）在一通電長(zhǎng)直導(dǎo)線旁邊放有一截面積為矩形的線圈框，已知匝數(shù)N=5，線框是閉合的，求直導(dǎo)線與線框間的互感量M。圖中a=10cm，b=20cm，=20cm。abxdxXoI第29頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可以看出：M僅決定于線圈的形狀、相對(duì)位置及周圍介質(zhì)情況。例1）在一通電長(zhǎng)直導(dǎo)線旁邊放有一截面積為矩形的線圈框，已知匝數(shù)N=5，線框是閉合的，求直導(dǎo)線與線框間的互感量M。(圖中a=10cm，b=20cm，=20cm)。abxdxXoI第30頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月L1L2M“1”“2”L1L2M“1”“2”例2)：兩線圈的自感系數(shù)分別為L(zhǎng)1、L2。它們的互感系數(shù)為M，當(dāng)兩線圈串聯(lián)時(shí)，試證它的等效自感系數(shù)式中的正負(fù)號(hào)決定于線圈串聯(lián)時(shí)磁場(chǎng)相互加強(qiáng)或減弱的情況。順串反串第31頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月L1L2M“1”“2”第32頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月L1L2M“1”“2”一般言之：第33頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R1R2I例1）一同軸電纜，由半徑分別為R1、R2的兩同心圓柱面組成。電流從中間導(dǎo)體圓柱面流入，從外層圓柱面流出構(gòu)成閉合回路。試計(jì)算長(zhǎng)為的一段電纜內(nèi)的磁場(chǎng)能以及電感量L。第34頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月該處磁能密度：R1R2作一半徑為，厚為的薄圓柱面。I圓柱體中的磁能：第35頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R1R2I第36頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例設(shè)平行板電容器極板為圓板，半徑為R，兩極板間距為d,用緩變電流IC

對(duì)電容器充電解任一時(shí)刻極板間的電場(chǎng)極板間任一點(diǎn)的位移電流密度由全電流安培環(huán)路定理求

P1

,P2點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度第37頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，已知陰極材料的逸出功A，照射光的頻率>

o，求：1）紅限o；2）遏止電壓Ua。解:1）由愛(ài)因斯坦方程（2）第38頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程

圖中所示為一次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中得到的曲線。（1）求證，對(duì)不同材料的金屬，AB線的斜率相同（2）由圖上數(shù)據(jù)求出普朗克常數(shù)h

。例Ua(V)(1014Hz)5.010.00.01.02.0AB解:（1）（2）由曲線可知：第39頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：已知X光子的能量為0.60MeV，在康普頓散射后，波長(zhǎng)變化了20%，求反沖電子動(dòng)能。已知：E0=h0=0.6MeV=0.20求:Ee=?解：反沖電子能量：m0eh0emVh第40頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例4在康普頓實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)能量為0.50MeV的X射線的光子射中一個(gè)靜止電子時(shí)，該電子獲得的動(dòng)能為0.20MeV求：散射光子的波長(zhǎng)、能量、動(dòng)量與質(zhì)量。

解:碰撞過(guò)程中能量守恒第41頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月散射光子的波長(zhǎng)為，由散射光子的動(dòng)量為，由散射光子的質(zhì)量為，由第42頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月[解]（1）光子能量17-11氫原子光譜的巴耳末線系中，有一光譜線的波長(zhǎng)為434nm，試求：（1）與這一譜線相應(yīng)的光子能量為多少電子伏特？（2）該譜線是氫原子由哪個(gè)能級(jí)到哪個(gè)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的？（3）處于第四激發(fā)態(tài)的大量氫原子，最多可以發(fā)射幾個(gè)線系，共幾條譜線？（在氫原子能級(jí)圖中表示出來(lái)，并說(shuō)明波長(zhǎng)最短的是哪一條譜線）計(jì)算題P174第43頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）由于該譜線是屬于巴耳末線系，其17-11氫原子光譜的巴耳末線系中，有一光譜線的波長(zhǎng)為434nm，試求：（1）與這一譜線相應(yīng)的光子能量為多少電子伏特？（2）該譜線是氫原子由哪個(gè)能級(jí)到哪個(gè)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的？（3）處于第四激發(fā)態(tài)的大量氫原子，最多可以發(fā)射幾個(gè)線系，共幾條譜線？（在氫原子能級(jí)圖中表示出來(lái)，并說(shuō)明波長(zhǎng)最短的是哪一條譜線）第44頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月波長(zhǎng)最短的是賴曼系中由能級(jí)躍遷到能級(jí)的譜線。（3）處于第四激發(fā)態(tài)（）的大量氫原子，可以發(fā)射四個(gè)線系，共10條譜線，能級(jí)躍遷圖如下圖所示。第45頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月思考題P17217-10當(dāng)氫原子被激發(fā)到n=4的能態(tài)時(shí)，可能發(fā)射幾種頻率的光？如圖，可能發(fā)射6種頻率的光。n=∞n=1n=2n=3n=4第46頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算經(jīng)過(guò)電勢(shì)差U1

=150V

和U2=104V

加速的電子的德布羅意波長(zhǎng)（不考慮相對(duì)論效應(yīng)）。例

解

根據(jù)，加速后電子的速度為根據(jù)德布羅意關(guān)系p=h/λ，電子的德布羅意波長(zhǎng)為波長(zhǎng)分別為說(shuō)明觀測(cè)儀器的分辨本領(lǐng)電子波波長(zhǎng)光波波長(zhǎng)<<電子顯微鏡分辨率遠(yuǎn)大于光學(xué)顯微鏡分辨率第47頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1計(jì)算：25℃時(shí)的慢中子的德布羅意波長(zhǎng)。解第48頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2

設(shè)第一玻爾軌道半徑為a，計(jì)算氫原子中電子在第n軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)相應(yīng)的德布羅意波長(zhǎng)。解電子在第n軌道運(yùn)動(dòng)第49頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二部分：可能與計(jì)算題有關(guān)的例題（未整理格式）第50頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過(guò)程如圖所示。(1)作出pV圖(2)此循環(huán)效率解例求cab60021ac1600300b2T(K）V（10-3m3）OV（10-3m3）Op（10-3R）(2)ab是等溫過(guò)程，有bc是等壓過(guò)程，有(1)pV圖第51頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ca是等體過(guò)程循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)吸熱循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)放熱此循環(huán)效率第52頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題、將500J的熱量傳給標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下2mol的氫。（1）V

不變，熱量變?yōu)槭裁矗繗涞臏囟葹槎嗌?？?）T不變，熱量變?yōu)槭裁?？氫的p、V

各為多少？（3）p不變，熱量變?yōu)槭裁?？氫的T、V各為多少？解：（1）QV=E，熱量轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能第53頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）QT=A，熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ?4頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）QP=

A+E，熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣蛢?nèi)能第55頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題：一定量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)b到達(dá)c。（圖中abc為一直線），求此過(guò)程中：

（1）氣體對(duì)外做的功；（2）氣體內(nèi)能的增量；（3）氣體吸收的熱量。p(atm)V(l)0321321cba解：第56頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月p(atm)V(l)0321321cba第57頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題、質(zhì)量為2.810-3kg，壓強(qiáng)為1atm，溫度為27℃的氮?dú)?，先等容增壓，壓?qiáng)升至3atm；再等溫膨脹，壓強(qiáng)降至1atm；然后等壓壓縮，體積壓縮一半。試求氮?dú)庠谌窟^(guò)程中的內(nèi)能變化、所做的功和吸收的熱量，并畫出p-V圖。解：V3V4Vp(atm)132V1第58頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月V3V4Vp(atm)132V1第59頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月V3V4Vp(atm)132V1等容過(guò)程：等溫過(guò)程：第60頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月V3V4Vp(atm)132V1等壓過(guò)程：第61頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1、在帶電量為、半徑為R1的導(dǎo)體球殼外，同心放置一個(gè)內(nèi)外半徑為R2、R3的金屬球殼。1、求外球殼上電