Question

（2013?青島模擬）演繹式探究：
小雨要研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的問(wèn)題．
（1）磁體周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱叫磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B來(lái)表示．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到力的作用．將一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，電流為I的通電導(dǎo)線垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中時(shí)，受力F=BIL．說(shuō)明導(dǎo)體中電流越

大

，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力越大．
（2）有一段通電直導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積含有n個(gè)自由電荷，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速度為v，則t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面積A的總電荷數(shù)N=

Snvt

．
導(dǎo)體內(nèi)電流的大小稱為電流強(qiáng)度，是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面積的電荷量，即I=Q/t，則通過(guò)上述導(dǎo)體的電流為I=Q/t=

Snvq

．
若這段通電導(dǎo)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，將其垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，受到的力F=

BLSnvq

．
從微觀上看，上述力F相當(dāng)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由電荷受力的共同結(jié)果，則該導(dǎo)體內(nèi)平均每個(gè)自由電荷受力大小F_單=

Bvq

．

Answer 1

分析：（1）通過(guò)題目中給出的信息，特別是公式F=BIL進(jìn)行分析，得知磁感應(yīng)強(qiáng)度越大、電流越大、導(dǎo)體越長(zhǎng)，受到的力越大．
（2）根據(jù)題目給出的已知條件，單位體積含有n個(gè)自由電荷，根據(jù)速度和時(shí)間及橫截面積計(jì)算出電荷通過(guò)的體積，從而可計(jì)算出電荷數(shù)．
根據(jù)每個(gè)自由電荷的電量為q及t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷數(shù)計(jì)算出t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量，根據(jù)電流的定義計(jì)算出電流值．
根據(jù)公式F=BIL將I值代入計(jì)算出F的表達(dá)式．
跟F的值除以單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷的個(gè)數(shù)，便可得出每個(gè)電荷受到的力．

解答：解：（1）根據(jù)公式F=BIL得，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大、電流越大、導(dǎo)體越長(zhǎng)，受到的力越大．
（2）t時(shí)間內(nèi)，電荷通過(guò)的體積為：V=Svt，又單位體積含有n個(gè)自由電荷，所以t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面積A的總電荷數(shù)N=Snvt．
每個(gè)自由電荷的電量為q，所以t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量為Q=Snvtq．
電流強(qiáng)度，是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面積的電荷量，所以I=

Q

t

=

Snvtq

t

=Snvq．
根據(jù)公式F=BIL=B?Snvq?L=BLSnvq．
導(dǎo)線的體積V′=SL
所以導(dǎo)線中電荷的個(gè)數(shù)為n′=nV′=nSL
所以該導(dǎo)體內(nèi)平均每個(gè)自由電荷受力大小F_單=

F

n′

=

BLSnvq

nSL

=Bvq．
故答案為：（1）大；（2）Snvt；Snvq；BLSnvq；Bvq．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了對(duì)物理量概念的構(gòu)建；根據(jù)題目中提供的信息，再結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，進(jìn)行必要的運(yùn)算和推理，可解決此題．