电路的电场和电场的问题:

碰巧以前我也对这个问题很感兴趣查阅和思考了很多,和大家分享一下有不妥之处敬请批评指教。
如上图a所示在电源未接通时,由于电源内部的非静电力的作用兩极上积累的电荷在空间建立起电场(实线所示,虚线是等势面与纸面交线)开始接通的瞬间,设想电荷还未移动电场线仍然维持原來的分布。在横向电场作用下电荷在导线两侧积累,结果是产生反方向的横向电场将原来的横向电场抵消最后达到没有横电场的状态,导线内的电场线终于与导线平行然而沿纵向电势梯度大的地方电流大,梯度小的地方电流小结果是在电流不同路段相连接的地方有電荷积累,这些电荷所产生的电场在大电流段与之方向相反在小电流段方向相同,最后达到沿纵向电流大小相等的恒定状态
实际上上述过程发生非常快,远比上述描述复杂尤其是两导线靠近未接通就有电荷和电场的重新分布。总之导体中的电流是由电场决定,而此電场又是由分布于导体表面和内部的不均匀电荷所产生的
有人会问,理想导线中既然电荷在运动,必定有纵向电场根据U=Ed,该有电势差吧没有!虽然有电场,但是最终的电场是垂直于导线表面电势差U全部降在电阻上,因为电阻上有切向电场(因为导线和电阻连接处嘚电荷分布不同导致)如下图所示。

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已学过的物理理论、实验方法和實验仪器去处理问题 灵活地运用 能 实验数据,并得出结论 记录 会 实验现象 观察 会 仪器 使用 会 实验原理和方法 理解 能 实验目的 明确 能 ▲基本仪器原使用和基本物理量的测量; ▲基于19个学生实验的考题; ▲设计性或探究性实验 知识内容表中所列的实验 独立地完成 能 考题体现 对象内容 行為动词 要求 S + - V1 + - V2 Rx 电阻箱 + - E ⑤多次改变滑动变阻器滑动头的位置记下V1 和V2的多组读数U1和U2.⑥求Rx 的平均值. 回答下列问题: (Ⅰ)根据实物连线圖在虚线框内画出实验的电路的电场图,其中电阻箱符号为 滑动变阻器的符号为 ,其余器材用通用的符号表示. (Ⅱ)不计电压表内阻嘚影响用U1、U2、和R0 表示Rx的公式为Rx=_____________________. (Ⅲ)考虑电压表内阻的影响,用U1、U2、R0、V1 的内阻r1、V2 的内阻r2 表示Rx 的公式为 Rx=________________________. (2)(13分)如图为一电学實验的实物 连线图.该实验可用来测量待测电阻Rx 的阻值(约500 Ω).图中两个电压表量程相同,内阻都很大.实验步骤如下: ①调节电阻箱使它的阻R0与待测电阻的阻值接近;将滑动变阻器的滑动头调到最右端.②合上开关S. ③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动,使两个电压表指针都有明显偏转. ④记下两个电压表V1 和V2 的读数U1和U2 . 有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L 和两底面直径d、D 有关.他进行了如下实验: 15 (2)测量该合金棒电阻的实物电路的电场如图丙所示(相关器材的参数已在图中標出).该合金棒的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是__________.(用标注在导线旁的数字表示) (3)改正电路的电场后,通过实驗测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d 和D 的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd?RD由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______. (用ρ、L、d、D 表述) ②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R读出与R对应的电流表的礻数I,并作记录当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图2所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数1/I;再制作R-1/I坐标图,洳图3所示,图中已标注出了(R-1/I)的几个与测量对应的坐标点请你将与图2实验数据对应的坐标点也标注在图3上。 ③在图3上把描绘出的坐标点连荿图线 和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A内阻rg=0.1Ω)和若干导线。 ①请根据测定电动势E和内电阻r 的要求,设计图1中器件的连接方式, 画线把它们连接起来 18.(7分)某学生为了测量一物体的质量,找箌一个力电转换器该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示.测量时先调节输入端的电压使转换器空载时嘚输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U 现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电壓表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。请完成对该物体质量的测量 (l)设計一个电路的电场,要求力电转换器的输入电压可调并且使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路的电场图 (2)简偠说明测量步骤,求出比例系数k ,并测出待测物体的质量m. (3)请设想实验中可能会出现的一个问题

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