2008年高三物理计算与解答精选试题

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1、www.canpoint.cn高三物理计算与解答精选试题自由程l电压U1．（16分）按照经典的电子理论，电子在金属中运动的情形是这样的：在外加电场的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（可看作匀加速运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用表示。电子运动的平均速度用表示，导体单位体积内自由电子的数量为n，电子的质量为，电子的电荷量为，电流的表达式I=nes。请证明金属导体的电阻率=。解:(16分)证明：导体

2、中电流强度的微观表达式为：I=nes根据电阻定律：R=（4分）根据欧姆定律：R=（4分）自由程内，电子在加速电场作用下，速度从0增加到，由动能定理：qU=（4分）又由于（2分），可得出电阻率的表达式为：=（2分）2．（14）现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小。现对其中一个元件R0进行测试，测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：I/A0.200.450.801.251.802.813.20U/V0.400.600.801.001.201.501.60⑴根据表中数据，判断元件R

3、0可能是由上述哪类材料制成的，并简要说明理由。⑵把元件R0接入如图所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为1.80A。已知电路中电源的电动势为3V，内阻不计。此时定值电阻R的电功率为多大?⑶请根据表中数据在（a）图中作出I－U图线。为了求出通过该元件R0的电流I与电压U间的具体关系式，请你适当选取坐标轴，将表中有关数据进行适当计算，在（b）图中作出线性图线，并求出I和U之间的具体关系式。AR0RSI/AU/V0（a）0.40.81.21.60.81.62.43.20（b）www.canpoint.cn010-5881806758818068canpoint@188.com第27页共27

4、页www.canpoint.cn解:（14分）⑴该元件R0是由半导体材料制成的(2分)对数据计算分析后发现，随着电流增大，即元件R0的发热功率越大，对应电压与电流的比值越小，即电阻值越小(2分)⑵由表中数据可知,当电流为1.8A时，U0=1.2V(2分)定值电阻两端的电压UR=U－U0=1.8V(1分)定值电阻消耗的功率P=URI=3.24W(1分)⑶I－U图如图(a)(2分)I/AU/V0（a）0.40.81.21.60.81.62.43.2I/AU2/V20（b）3.22.41.60.80.81.62.43.2根据I－U图的形状可以猜想I与U2成线性关系，如图(b)(2分)从图(

5、b)可得直线的斜率为1.25，所以I=1.25U2(2分)图十三3．（13分）如图十三所示，电源的电动势E＝7.5V，内阻r＝1.0Ω，定值电阻R2＝12Ω，电动机M的线圈的电阻R＝0.50Ω．闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U1＝4V，电阻R2消耗的电功率P2＝3.0W．求电动机转动稳定后：（1）电路的路端电压.（2）通过电动机的电流．解．（13分）参考解答：（1）路端电压等于R2两端的电压，由得--------------（2分）----------------（3分）（2）电源的电动势E=U2＋Ir，--------------------（2分）www.canpoi

6、nt.cn010-5881806758818068canpoint@188.com第27页共27页www.canpoint.cn由此得干路电流----------（2分）通过R2的电流-------------------------（2分）通过电动机的电流I1=I－I2=（1.5-0.5）A=1.0A-------------（2分）Oab4．（15分）如图所示，在匀强电场中取一点O作为圆心，以R=10cm为半径在竖直面内作一个圆，圆面与匀强电场的电场线平行（电场线未画出）.在O点固定一个电量为Q=5×10-4C的带负电的点电荷.现将一个质量m=3g、电量q=2×10-10C的带正

7、电小球，放置在圆周上与圆心在同一水平线上的a点时，恰好能静止.若用另一个外力将小球从a点缓慢地移到圆周的最高点b，求这个外力所做的功．（g=10m/s2，静电力恒量k=9×109N·m2/C2）解（15分）带电小球在a点受到Q的库仑力为OabGFQαα（1分）,代入数字算得=0.09N--------（1分）带电小球所受重力G=0.03N（1分）所以=3G（1分）小球在a点静止，设匀强电场对q的作用力为，其受力如图所示，由平衡条件得------（2分）∴电