自編5恒定電流熱光

1、恒定電流，光，熱氣體恒定電流 等效電阻的計算 輸出功率問題。 實驗的設(shè)計。例例1：12由圖：由圖：R12=2.68 12CD12針對練習(xí)3. （2010北京大學(xué)）一正四面體由六條棱邊組成，每條棱邊的電阻均為R，求任意兩頂點間的等效電阻。例：一立方體，每邊的電阻都為例：一立方體，每邊的電阻都為R R，求對角線之間的電阻。，求對角線之間的電阻。解解對對A點，點， I=3I1 對對C點，點，I1=2I2 RIRIRIUAB121IRIRIRIRIRAB65316131RRAB65所以所以復(fù)雜電路電阻計算法復(fù)雜電路電阻計算法電流疊加法電流疊加法無限對稱網(wǎng)絡(luò)的電阻計算，常常采用電流疊加法。無限對稱網(wǎng)絡(luò)的

2、電阻計算，常常采用電流疊加法。AB 284484cabcabcaaba RRRRRR 184444b R 284448c R 6. （2009北大）7個電阻均為R的網(wǎng)絡(luò)如圖所示，求AB之間的等效電阻。求AB間的總電阻RABI1I-I1I-I1I1由電路對稱性得此規(guī)律2I1-I由左側(cè)環(huán)路得：111113(2)() 2535I RII RIIRIIII考慮由A到B的一個支路：1111127(2)455UI RII RI RI RIRIRIRIR75ABURRI電源輸出功率 1（2012年華約自主招生）已知兩電源的電動勢E1E2，當(dāng)外電路電阻為 R時，外電路消耗功率正好相等。 當(dāng)外電路電阻減小為 R

3、時， 電源為E1 時對應(yīng)的外電路功率P1，電源為E2 時對應(yīng)的外電路功率為P2 ，電源E1的內(nèi)阻為r1，電源E2的內(nèi)阻為r2 。則（ ） Ar1 r2，P1 P2 Br1 r2，P1 P2 C r1 P2 Dr1 r2，P1 P2 實驗2.(2013年卓越大學(xué)聯(lián)盟)用如圖所示電路可以測量電源電動勢，其中E、EN、Ex分別為工作電源、標(biāo)準(zhǔn)電源和待測電源。R1、R2為電阻箱。R3為滑動變阻器，G為指針可以左右擺動的表頭。S1、S3為單刀單擲開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)。已知EN=1.018 V，Ex約為1.5 V，E約為4 V。實驗過程如下： I實驗開始前，為保護表頭，將滑動變阻器R3的阻值調(diào)至最大，

4、R1和R2阻值限定在1 0003000；II校準(zhǔn)工作電源電動勢。將開關(guān)S2置于l處，閉合Sl，反復(fù)調(diào)節(jié)電阻R1的阻值，使當(dāng)S3閉合時，表頭的示數(shù)為零。減小R3的阻值，通過調(diào)整R1的阻值，使表頭的示數(shù)繼續(xù)為零，直至R3的阻值為零時，表頭示數(shù)仍為零； III測量待測電源電動勢。將開關(guān)S2置于2處，在重復(fù)上述操作過程中適當(dāng)調(diào)節(jié)R2的阻值，使R3的阻值為零時，表頭示數(shù)為零。 根據(jù)上述實驗過程回答下列問題： 在校準(zhǔn)工作電源電動勢時，測得Rl校和R2校的阻值分別為2931和1069。在測量待測電源電動勢的過程中，下列關(guān)于RI和R2預(yù)估值合理的是_ (填字母代號)。ARl估=2437，R2估=1463 BR

5、I估=2524，R2估=1376CRl估=2420，R2估=1580 DRI估=2327，R2估=1628在測量待測電源電動勢的實驗過程中，當(dāng)表頭示數(shù)為零時，Rl測的讀數(shù)為2320，此時R2測的阻值應(yīng)為_, 待測電源電動勢的表達式為_,根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)計算待測電源電動勢為_V(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)。2（2012卓越自主招生）卓越自主招生）某同學(xué)設(shè)計了一個測量電阻Rx（約為10）阻值的電路，如圖所示。圖中直流電流表的量程為50A，內(nèi)阻Rg約為3k；電源E=3V，內(nèi)阻不計；R0為六鈕電阻箱（099999,9）；R為滑動變阻器（0500，額定電流1.5A）；S1為開關(guān)；S2為雙刀雙擲開關(guān)。1請簡

6、要寫出實驗步驟；2請用測量量表示出Rx；3分析該電路的適用條件。 5. （2010南京大學(xué)）如圖所示為一種加速度儀的示意圖質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系數(shù)均為k的輕彈簧，電源的電動勢為E，不計內(nèi)阻，滑動變阻器的總阻值為R，有效長度為L，系統(tǒng)靜止時滑動觸頭位于滑動變阻器正中，這時電壓表指針恰好在刻度盤正中求：（1）系統(tǒng)的加速度a（以向右為正）和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式（2）將電壓表刻度改為加速度刻度后，其刻度是均勻的還是不均勻的？為什么？（3）若電壓表指針指在滿刻度的3/4位置，此時系統(tǒng)的加速度大小和方向如何？光 平面鏡成像 光的折射，雙縫干涉定量計算。 透鏡成像的的三條特殊光線，球面鏡的特殊光線

7、。成像公式。平面鏡成像 例題1（2012北約自主招生真題）OA、OB是兩面鏡子，成 36夾角，觀察者在兩鏡之間，則人從 A 鏡中最多能看到 個像；從 B 鏡中最多能看到 個像。 練習(xí)：1.（2010復(fù)旦）兩塊平面反射鏡相互正交如圖所示，一光源放在S處，從鏡面的反射中可以看到光源的虛像有_個。 A一個B二個 C三個D四個 3人在平面鏡前看到站在自己身邊朋友在鏡中的像時，雖然上下不顛倒，左右卻互換了。今將兩塊相互平行的平面反射鏡如圖放置，觀察者 A 在圖示右側(cè)位置可看到站在圖示左側(cè)位置的朋友 B，則 A 看到的像必定是( ) A上下不顛倒，左右不互換 B上下不顛倒，左右互換 C上下顛倒，左右不互換

8、 D上下顛倒，左右互換A光的折射，干涉定量計算 例2（2012年華約自主招生）若實心玻璃管長40cm，寬4cm，玻璃的折射率為2/ ，光從管的左端正中心射入，則光最多可以在管中反射幾次（ ） A5 B6 C7 D8 3例3.（2011同濟大學(xué)）利用尖劈空氣膜的干涉可以測量微絲的直徑。如圖所示，取兩塊平面玻璃，一端互相接觸，另一端夾著待測直徑的微絲，微絲與接觸棱平行，用單色光直接照射到玻璃上，則兩塊玻璃之間的空氣膜產(chǎn)生等厚干涉。測出干涉條紋的間距可以測出微絲的直徑。若已知入射光波長為，光垂直于玻璃表面入射，測得兩條相鄰明條紋之間的距離為a，微絲到劈棱的距離為L，求微絲的直徑D。1.（2011年卓

9、越自主招生）利用光的干涉可以測量待測圓柱形金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑差（約為微米量級），實驗裝置如圖所示。T1和T2是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，A0為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲，直徑為D0；A為待測金屬絲，直徑為D；兩者中心間距為L。實驗中用波長為的單色光垂直照射平晶表面，觀察到的干涉條紋如圖所示，測得相鄰條紋的間距為L。 （1）證明D-D0=.（2）若輕壓T1的右端，發(fā)現(xiàn)條紋間距變大，試由此分析D與D0的大小關(guān)系。2. （2009同濟大學(xué)）如圖所示，一束平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)過上下兩表面反射的光束發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e，且n1n2n3，為入射光在折射率為n1的介質(zhì)中的波長，則兩束反射光在相遇點

10、的相位差為Ae Be+Ce+ De定義：反射面是球面的一部分的反射鏡叫做球面鏡反射面是球面內(nèi)表面的叫凹面鏡反射面是球面外表面的叫凸面鏡球面鏡凹面鏡對平行光有會聚作用凸面鏡對平行光有發(fā)散作用o oF F凹面鏡三條特殊近軸光線凹面鏡三條特殊近軸光線2Rf o oF F凹面鏡三條特殊光線凹面鏡三條特殊光線o oF F凹面鏡三條特殊光線凹面鏡三條特殊光線o oF F凸面鏡三條特殊光線凸面鏡三條特殊光線成像作圖：球面鏡成像公式證明一111UVf公式證明二：公式證明二：球面鏡成像公式證明二球面鏡成像公式111UVf凹面鏡焦距取正，凸面鏡焦距取負實物u取正，虛物u取負；實像v為正，虛像v為負球面鏡成像特點：

11、凸面鏡只能成正立縮小的虛像，凹面鏡可以成倒立的實像，也可以成正立放大的虛像，實像成于鏡前，虛像成于鏡后哈哈鏡 是依靠凸面是依靠凸面鏡和凹面鏡的鏡和凹面鏡的鏡面反射原理鏡面反射原理. .哈哈哈哈鏡鏡凸上去凸上去的地方看上去的地方看上去物體會變小物體會變小. .凹下去的地方凹下去的地方看上去會變大看上去會變大 分析：分析：例例透鏡成像公式111UVf凸透鏡焦距取正，凹透鏡焦距取負實物u取正，虛物u取負；實像v為正，虛像v為負透鏡成像公式111UVf公式：公式：VA BmABU放大率：放大率：對光線作用凸透鏡對光線有會聚作用凹透鏡對光線有發(fā)散作用三條特殊光線三條特殊光線成像作圖之三條特殊光線成像作圖

12、之焦平面法 圖解法總結(jié) 1) 平行于光軸的入射光線 2) 通過物方焦點的入射光線3) 通過光心的入射光線FF4) 焦平面上一點發(fā)出的入射光線分析：例：例：2、(15分) (2013年華約自主招生)如圖所示，凸透鏡和球面反射鏡的中心與光源S在同一條直線上。半徑為 R的球面反射鏡放置在焦距為f的凸透鏡右側(cè)，其中心位于凸透鏡的光軸上，并可沿凸透鏡的光軸左右調(diào)節(jié)。 (1)固定凸透鏡與反射鏡之間的距離l，將一點光源放置于凸透鏡的左側(cè)光軸上，調(diào)節(jié)光源在光軸上的位置，使該光源的光線經(jīng)凸透鏡反射鏡凸透鏡后，成實像于點光源處。問該點光源與凸透鏡之間的距離d可能是多少? (2)根據(jù)(1)的結(jié)果，若固定距離d，調(diào)節(jié)

13、l以實現(xiàn)同樣的實驗?zāi)康?，則l的調(diào)節(jié)范圍是多少? 熱，氣體 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用。 氣體的狀態(tài)變化。理想氣體物態(tài)方程理想氣體物態(tài)方程六.熱力學(xué)定律1.準(zhǔn)靜態(tài)過程: 所謂準(zhǔn)靜態(tài)過程，就是在過程進行的任意時刻系統(tǒng)的狀態(tài)都處于平衡態(tài)，是一種理想過程，實際過程進行得越緩慢，經(jīng)過一段確定的時間系統(tǒng)狀態(tài)變化就越小，各時刻系統(tǒng)的狀態(tài)就越接近平衡態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生的實際過程無限緩慢地進行時，各時刻的狀態(tài)也就無限接近平衡態(tài)，過程就成了準(zhǔn)靜態(tài)過程，因此，準(zhǔn)靜態(tài)過程就是實際過程無限緩慢進行時的極限情況。.2.功:氣體膨脹對外做功L21()WFLPSLP VVPV圖中面積表示功1niiiWP V六.熱力學(xué)定律2.功:壓強變

14、化的準(zhǔn)靜態(tài)過程 PV圖中面積表示功 功是過程量，但氣體從確定的初態(tài)經(jīng)歷不同的過程達到另一個確定的終態(tài)，所做的功是不同的。例：0.020Kg的氦氣溫度由17 0C升高到270C，若在升溫過程中，(1)體積保持不變(2)壓強保持不變(3)不與外界交換熱量。 試分別求出氣體內(nèi)能的增量，吸收的熱量，氣體對外界所做的功，設(shè)氦的定容摩爾熱容Cv=1.5R，定壓摩爾熱容CP=2.5R摩爾數(shù)Q=(U2-U1)+W W= Q-(U2-U1)=1039-623=416JQ=(U2-U1)+W W= -(U2-U1)=-623J全過程系統(tǒng)吸收熱量、對外作功及內(nèi)能變化1.75 10 (J)1.09 10 (J )2.

15、84 10 (J)放熱內(nèi)能減少等體262.5 (K)等壓210 (K)1.75 10 (J)外界對系統(tǒng)作功練習(xí)；1.（2012清華保送生測試）如圖所示,，AB為一定量的理想氣體的絕熱線，當(dāng)它以圖示ABEA過程變化時，下列關(guān)于氣體吸熱、放熱的表述正確的是A始終吸熱B始終放熱C有時吸熱，有時放熱，但吸熱等于放熱D有時吸熱，有時放熱，但吸熱大于放熱2（2010北京大學(xué)）如圖所示，一定量的理想氣體，從狀態(tài)A出發(fā)，經(jīng)圖中AB、BC、CA狀態(tài)變化后回到A狀態(tài)，其中AB為等溫變化，BC為等壓變化，CA為等體積變化，求：（1）三個過程中哪個過程氣體對外做功的絕對值最大？（2）哪個過程氣體內(nèi)能增加，哪個過程減少

16、？（3）哪個過程氣體與外界交換的熱量的絕對值最大？哪個過程最??？氣體狀態(tài)方程例4. （2009清華大學(xué)）如圖，圖中數(shù)據(jù)單位為cm，玻璃管中液體為水銀，外界大氣壓強p0=76cmHg，,初始溫度27攝氏度。緩慢加熱，當(dāng)水銀全部溢出時，空氣柱溫度為_。2、(10分) (2013年華約自主招生)自行車胎打足氣后騎著很輕快。當(dāng)一車胎經(jīng)歷了慢撒氣（緩慢漏氣）過程后，車胎內(nèi)氣體壓強下降了四分之一。求漏掉氣體占原來氣體的比例。已知漏氣過程是絕熱的，不考慮氣體之間的熱交換，且一定質(zhì)量的氣體，在絕熱過程中其壓強p和體積V滿足關(guān)系pV=常量，式中參數(shù)是與胎內(nèi)氣體有關(guān)的常數(shù) 3、（2011年卓越自主招生）如圖，一導(dǎo)熱良好、足夠長的氣缸水平放置在地