2.光速　

光在真空中的转播速度为c=3.00×10⁸m/s。

⑴光在不同介质中的传播速度是不同的。根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过c。

⑵近年来(1999-2001年)科学家们在极低的压强(10^-9Pa)和极低的温度(10^-9K)下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s，甚至停止运动。

⑶也有报道称在实验中测得的光速达到10¹¹m/s，引起物理学界的争论。

1.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的

前提条件是在同一种介质，而且是均匀介质。否则，可能发生偏折。如光从空气斜射入水中(不是同一种介质)；“海市蜃楼”现象(介质不均匀)。

当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，将发生明显的衍射现象，光线将可能偏离原来的传播方向。

解光的直线传播方面的计算题(包括日食、月食、本影、半影问题)关键是画好示意图，利用数学中的相似形等几何知识计算。

例1. 如图所示，在A点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是　　

A.匀速直线运动　　　 　　　B.自由落体运动

C.变加速直线运动　　 　　　D.匀减速直线运动

解：小球抛出后做平抛运动，时间t后水平位移是vt，竖直位移是h=　 gt²，根据相似形知识可以由比例求得，因此影子在墙上的运动是匀速运动。

19．有一用电器的铭牌上标明额定电压为100V，额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置。现将该用电器与一阻值为(0-100)Ω的滑动变阻器连接后，接在输出电压的220V的电源两端。

(1)为使用电器安全正常工作，为什么只能将滑动变阻器连接成分压器？说明理由并画出电路图。

(2)在正确连接的电路图中，当用电器正常工作时通过电源的电流强度为2.4A，求用电器消耗的电功率。

18．图甲是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，利用电压表的示数来指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当盘中没有放物体时，电压表示数为零。设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R₀，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其他阻力。

(1)试推出电压表示数U_x与所称物体质量m的关系式。

(2)由(1)计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为了

使电压表示数与待测质量成正比，请你利用原有器材在该小组研究的基础上进行改进，

在图乙的基础上完成改进后的电路图，并推出电

压表示数U_x与待测物体质量m的关系式。

17．大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质)；离地面50km以上的大气则看作是带电粒子密度非常大的良导体。地球本身带负电，其周围空间存在电场，离地面L=50km处与地面之间的电势差约为U=3.0×10⁵V。由于电场的作用，地球处于放电状态，但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变。统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量为q=1800C。试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P。(已知地球半径r=6400km，结果保留一位有效数字)

16．如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R₁=21Ω，电动机绕组的电阻R₀=0.5Ω，电键S₁始终闭合。当电键S₂断开时，电阻R₁的电功率是525W；当电键S₂闭合时，电阻R₁的电功率是336W，求

(1)电源的内电阻；

(2)当电键S₂闭合时流过电源的电流和电动机的输出的

功率。

15．在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω；

电阻R₁=10Ω，R₂=10Ω，R₃=30Ω；R₄=35Ω；电容器的电容

C=100μF，电容器原来不带电，求接通开关S后流过R₄的总电量。

14．在如图所示的电路中，所用电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R₁可调。现将R₁调到3.0Ω后固定。已知R₂=16Ω，R₃=Ω，求：

(1)开关S断开和接通时，通过R₁的电流分别为多大？

(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最

大值，应将R₁的阻值调到多大？这时A、B间电路消耗的

电功率将是多少？

13．一般情况下，导体的电阻会随着温度的改变而改变. 某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系，得出如下一组数据：

　　 在图甲的方格纸中画出了电流和电压的关系图线.

请回答下列问题：

(1)实验过程中用到了下列器材：直流电源、滑动变阻　

　　　 器(最大值为30)、电压表(内阻约10⁴)、

　　　 电流表(内阻约0.01)，以及开关一只，导线

　　　 苦干.请按实验要求：①在图乙中画出电路图 ②

　　　 在图丙中给实物连线

(2)从图线和实验数据均可看出，当该灯泡两端的电压

　　　 大于3.2V时，灯泡的阻值会发生明显的改变.通常我们把小于3.2V的图线区域叫做线

　　　 性区域，大于3.2V的图线区域叫做非线性区域，当该灯泡正常发光时，其电压值是在

　　　 线性区域，还是在非线性区域？为什么？

12．甲、乙两个同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻R_x的阻值，给定器材为：待测电阻R_x；电流表mA(量程5mA，内阻约为10Ω)；电压表V(量程3V，内阻约为3000Ω)；最大阻值为1700Ω的滑动变阻器；电源E(电动势约3V)；开关S、导线若干，甲、乙两个同学的测量数据处理结果分别如图甲、乙所示。

(1)由图甲得R_x=　　　　　 ；由图　

乙得R_x=　　　　 。

(2)在图丙、丁的虚线框中分别画出

甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定　　 同学测量结果较为准确。