题目内容

【题目】图(a)为分压器接法电路图,电源电动势为E,内电阻不计,变阻器最大阻值.闭合开关S后,当负载电阻分别为时,负载电阻两端的电压U随变阻器本身ab两点的阻值变化的图线应大致分别接近于图(b)中的( ).

A.图线1和图线2B.图线1和图线3C.图线2和图线4D.图线3和图线4

【答案】D

【解析】

我们可以从两个极端加以

,则在很大的范围内都是远小于的,此时并联总电阻约为,可知并联电路上的电压将随着的均匀增加而均匀增加,这种情况与图中的虚线反映的情况相似.随着相对于变阻器电阻逐渐变小,曲线就逐渐向右下方向下凹.

,则在很大的范围内都是远大于的,的并联部分的总电阻始终是略小于的,故电压值始终是很小的,直到变阻器的滑片滑到最右端时,上的电压才会急速上升到电源电压,这种情况与曲线4反映的情况相似.

A. 图线1和图线2与分析不符,故A错误。

B. 图线1和图线3与分析不符,故B错误。

C. 图线2和图线4与分析不符,故C错误。

D. 图线3和图线4与分析相符,故D正确。

练习册系列答案
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【题目】对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e、质量为m

1)当该导线通有恒定的电流I时:

①请根据电流的定义,推导出导线中自由电子定向移动的速率v

②经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k。请根据以上的描述构建物理模型,推导出比例系数k的表达式。

2)将上述导线弯成一个闭合圆线圈,若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动,线圈中不会有电流通过,若线圈转动的线速度大小发生变化,线圈中会有电流通过,这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现,被称为斯泰瓦托尔曼效应。这一现象可解释为:当线圈转动的线速度大小均匀变化时,由于惯性,自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动。取线圈为参照物,金属离子相对静止,由于惯性影响,可认为线圈中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力,该力的作用相当于非静电力的作用。

已知某次此线圈匀加速转动过程中,该切线方向的力的大小恒为F。根据上述模型回答下列问题:

求一个电子沿线圈运动一圈,该切线方向的力F做功的大小;

推导该圆线圈中的电流 的表达式。

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