,第八章 學(xué)科素養(yǎng)提升,第八章恒定電流,1.利用“柱體微元” 模型求電流,利用“柱體微元”模型求解電流的微觀問題時(shí)，注意以下基本思路： 設(shè)“柱體微元”的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n， 每個(gè)自由電荷的電荷量為q，電荷定向移動(dòng)的速率為v，則： (1)“柱體微元”中的總電荷量為QnLSq.,例1如圖1所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為，棒內(nèi)單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,圖1,答案,例2在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束.已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為l的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)是,答案,(1)電路簡(jiǎn)化 把電容器所在的支路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上. (2)電容器的電壓 電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓. 電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻無電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線. (3)電容器的電荷量及變化 利用QUC計(jì)算電容器初、末狀態(tài)所帶的電荷量Q1和Q2； 如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導(dǎo)線的電荷量為|Q1Q2|； 如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導(dǎo)線的電荷量為Q1Q2.,2.含電容器電路的分析,例3阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖2所示電路.開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1； 閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2. Q1與Q2的比值為,圖2,答案,解析S斷開時(shí)等效電路圖如圖甲所示.,S閉合時(shí)等效電路圖如圖乙所示.,甲,乙,例4如圖3所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置.閉合開關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng).如果僅改變下列某一個(gè)條件，油滴仍能靜止不動(dòng)的是 A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大兩板間的距離 D.斷開開關(guān)S,圖3,答案,解析由閉合電路歐姆定律可知，增大R1的阻值會(huì)使總電阻增大，總電流減小，電源內(nèi)電路電勢(shì)降落減小，R1兩端電壓增大，則電容器兩板間電壓增大，板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，油滴所受電場(chǎng)力增大，油滴將向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 電路穩(wěn)定時(shí)R2中無電流，R2阻值變化對(duì)電路無任何影響，選項(xiàng)B正確； 只增大板間距離d，會(huì)使板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； 斷開開關(guān)S，電容器放電，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,