类脂物质——髓质累积而成的,髓具有很大的电阻。已知蛙的髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2μm左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω。若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。若有一圆柱是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32πcm3,当在其两底面上加上1000V的电压时,通过该圆柱体的电流为10πμA,求这个圆柱体的圆面半径和高。
解析 (1)由电阻定律:
R
lSR Sl
所以
1.6 105 1.0 10 4
2 10 6
m 8 106 m
(2)由欧姆定律和圆柱体体积公式:
{
UR h
知R I22 rV r h
U r2I r2h V
h
h r2
代入数据:
100010 10 6 8 106
r2h 32 10 6 0.02m合2cm{h
r 0.04m合4cm
答:髓质的电阻率为8×106Ω·m;圆面半径为4cm,高为2cm。
点评 在处理跨学科的实际问题时,要先根据题意,抽象出最本质的东西,建立物理模型再运用有关的规律进行解答。
12、 有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4A;若把电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A。求电动机正常工作时的输出功率多大?如果在发动机的发热功率是多大?
解析 当电动机转子不转时,电动机无机械能输出,故电能全部转化成内能,相当于纯电阻电路,欧姆定律成立。当电动机转动时一部分电能转化成机械能输出,但因线圈有电阻,故又在该电阻上产生内能,输入的电功率
P电 P热 P机
。
R
接U=0.2V电压,电机不转,电流I=0.4A,根据欧姆定律,线圈电阻时,电流I’=1.0A,故输入
U0.2 0.5 I0.4;当接U=2.0V电压
P
电功率电
热功率
U'I' 2.0 1.0W 2.0W
P热 I'2R 12 0.5W 0.5W
P
故输出功率即机械功率机
P电 P热 (2.0 0.5)W 1.5W
如果正常工作时,转子被卡住,则电能全部转化成内能,故其发热功率