【題目】對于同一物理問題,常?梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。

(1)一段橫截面積為S、長為L的直導線,單位體積內(nèi)有n個自由電子,電子電荷量為e。該導線通有電流時,假設(shè)自由電子定向移動的速率均為v,求導線中的電流I(請建立模型進行推導);

(2)正方體密閉容器中有大量運動粒子,每個粒子質(zhì)量為m,單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量。為簡化問題,我們假定:粒子大小可以忽略;其速率均為v,且與器壁各面碰撞的機會均等;與器壁碰撞前后瞬間,粒子速度方向都與器壁垂直,且速率不變。利用所學力學知識,導出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關(guān)系(提示:建議,建立模型,思考壓強的產(chǎn)生原理)。

【答案】(1)nvSe;(2)

【解析】試題分析:取一時間段t,求得相應(yīng)移動長度l=vt,體積為為Svt.總電量為nesvt,再除以時間,求得表達式;粒子與器壁有均等的碰撞機會,即相等時間內(nèi)與某一截面碰撞的粒子為該段時間內(nèi)粒子數(shù)的,據(jù)此根據(jù)動量定理求與某一個截面碰撞時的作用力f.

(1)導體中電流大小

t時間內(nèi)電子運動的長度為vt,則其體積為,通過導體某一截面的自由電子數(shù)為

該時間內(nèi)通過導體該截面的電量:

由①②式得;

(2)考慮單位面積,t時間內(nèi)能達到容器壁的粒子所占據(jù)的體積為,

其中粒子有均等的概率與容器各面相碰,即可能達到目標區(qū)域的粒子數(shù)為,

設(shè)碰前速度方向垂直柱體地面且碰撞是彈性的,則分子碰撞器壁前后,總動量的變化量為

由動量定理可得:

練習冊系列答案
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【題目】做豎直上拋運動的物體在上升和下落過程中通過同一位置時,物理量相同的是(  )

A. 速度 B. 加速度

C. 路程 D. 時間

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【題目】如圖所示,一個半球形的碗固定在桌面上,碗口水平,O點為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細線跨在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量分別為m1和m2的小球A、B。當它們處于平衡狀態(tài)時,碗內(nèi)的細線與水平方向的夾角為60°,小球B位于水平地面上,設(shè)此時半球形的碗對A的彈力為F,小球B對地面的壓力大小為FN,細線的拉力大小為T,則下列說法中正確的是( )

A.FN=(m2-m1)g

B.FN=m2g-m1g

C.T=0

D.F=m1g

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【題目】(多選)如圖所示為一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動,細桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,不計空氣阻力,現(xiàn)給圓環(huán)一向右的初速度v0,在以后的運動過程中,圓環(huán)運動的速度圖象可能是下圖中的( )

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【題目】如圖,一小球自A點由靜止自由下落到B點時與彈簧接觸,到C點時彈簧被壓縮到最短,若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力,在小球由A→B→C的運動過程中(    )

A. 小球在B點時動能最大

B. 小球的重力勢能隨時間均勻減少

C. 小球的機械能守恒

D. 小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于勻速圓周運動的判斷,下列說法中正確的是( )

A. 角速度不變

B. 線速度不變

C. 向心加速度不變

D. 向心力不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在做碰撞中的動量守恒實驗中,以下操作正確的是____

A.在安裝斜槽軌道時,必須使斜槽末端的切線保持水平

B.入射小球沿斜槽下滑過程中,受到與斜槽的摩擦力會影響實驗

C.白紙鋪到地面上后,實驗時整個過程都不能移動,但復寫紙不必固定在白紙上

D.復寫紙必須要將整張白紙覆蓋

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是

A. 庫侖利用扭秤測得了元電荷

B. 奧斯特最早發(fā)現(xiàn)了磁生電

C. 通電導線在磁場中受到的安培力方向由安培定則判斷

D. 英國物理學家法拉第提出了磁感線的概念

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】靜電噴漆技術(shù)具有效率高、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點,其裝置可簡化為如圖所示.A、B為水平放置的間距d=1.6 m的兩塊足夠大的平行金屬板,兩板間有方向由B指向A的E=0.1 V/m的勻強電場.在A板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍P,油漆噴槍可向各個方向均勻地噴出初速度大小均為v0=6 m/s的油漆微粒,已知油漆微粒的質(zhì)量均為m=1.0×10-5kg,帶負電且電荷量均為q=1.0×10-3C,不計油漆微粒間的相互作用以

及油漆微粒帶電量對板間電場和磁場的影響,忽略空氣阻力,g=10 m/s2.求:

(1)油漆微粒落在B板上的面積;

(2)若讓A、B兩板間的電場反向,并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.06 T,調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個方向噴出,其他條件不變.B板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度為多少?

(3)在滿足(2)的情況下,打中B板的油漆微粒中,在磁場中運動的最短時間為多少?

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