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【題目】對于同一物理問題,常?梢詮暮暧^和微觀兩個不同角度進行研究,找出其內在聯系,從而更加深刻地理解其物理本質,一段橫截面積為s , 長為l的直導線,單位體積內有n個自由電子,電子量為e , 該導線通有電流時,假設自由電子定向移動的速率均為v
(1)證明導線中的電流I=nevs
(2)將該導線放在磁感應強度為B的勻強磁場中,電流方向垂直于磁場方向,導線所受安培力大小為F , 導線內自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F , 證明F=F

【答案】
(1)

導體中電流大。

t時內電子運動的長度為vt,則其體積為svt,通過導體某一截面的自由電子數為:

N=nSvt

該時間內通過導體該截面的電量:

q=nSvte

聯立可得:

I=nesv


(2)

安培力:

F=BIL=BnesvL

導線內自由電子所受洛倫茲力大小的總和為:

F=NF=NqvB=nSvtqvB=BnesvL

F=F


【解析】(1)導體中電流大。
t時內電子運動的長度為vt , 則其體積為svt , 通過導體某一截面的自由電子數為:
N=nSvt
該時間內通過導體該截面的電量:
q=nSvte
聯立可得:
I=nesv(2)安培力:
F=BIL=BnesvL
導線內自由電子所受洛倫茲力大小的總和為:
F=NF=NqvB=nSvtqvB=BnesvL
F=F
答:(1)證明如上;(2)證明如上.
【考點精析】根據題目的已知條件,利用磁感應強度和洛倫茲力的相關知識可以得到問題的答案,需要掌握磁感應強度是矢量,磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向,即通過該點的磁感線的切線方向;洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功.

練習冊系列答案
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B.mg
C.2mg
D.5mg

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A.物體的加速度先減小后增大
B.物體的加速度先增大后減小
C.物體在斜面上能達到的最大位移先增大后減小
D.物體在斜面上能達到的最大位移先減小后增大

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B.Ek1>Ek2 W1=W2
C.Ek1=Ek2 W1>W2
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