【題目】對(duì)于同一物理問題,常?梢詮暮暧^和微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)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),一段橫截面積為s , 長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線,單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子,電子量為e , 該導(dǎo)線通有電流時(shí),假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v
(1)證明導(dǎo)線中的電流I=nevs
(2)將該導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電流方向垂直于磁場(chǎng)方向,導(dǎo)線所受安培力大小為F , 導(dǎo)線內(nèi)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(dǎo)體中電流大。

t時(shí)內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度為vt,則其體積為svt,通過導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為:

N=nSvt

該時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體該截面的電量:

q=nSvte

聯(lián)立可得:

I=nesv


(2)

安培力:

F=BIL=BnesvL

導(dǎo)線內(nèi)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(dǎo)體中電流大。
t時(shí)內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度為vt , 則其體積為svt , 通過導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為:
N=nSvt
該時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體該截面的電量:
q=nSvte
聯(lián)立可得:
I=nesv(2)安培力:
F=BIL=BnesvL
導(dǎo)線內(nèi)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(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用磁感應(yīng)強(qiáng)度和洛倫茲力的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案,需要掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,即通過該點(diǎn)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(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器開關(guān)、電源按如圖(甲)所示電路連接,制成光電報(bào)警裝置.當(dāng)報(bào)警器有光照射時(shí),蜂鳴器發(fā)聲,當(dāng)沒有光照或者光照很弱是,蜂鳴器不發(fā)聲.①光敏電阻:光敏電阻受光照后,阻值會(huì)變小.②干簧管繼電器開關(guān):由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成,如圖(乙)所示.當(dāng)線圈中有一定的電流時(shí),線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化,兩個(gè)簧片在磁力作用下由原來的分離狀態(tài)變成閉合狀態(tài).當(dāng)線圈中沒有電流或者電流很微弱時(shí),磁場(chǎng)消失,簧片在彈力的作用下回復(fù)到分離狀態(tài).
試說明光電報(bào)警器的工作原理

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】中國(guó)首架空客A380大型客機(jī)在最大重量的狀態(tài)下起飛需要滑跑距離約為3 000m,著陸距離大約為2 000m.設(shè)起飛滑跑和著陸時(shí)都是勻變速運(yùn)動(dòng),起飛時(shí)速度是著陸時(shí)速度的1.5倍,則起飛滑跑時(shí)間和著陸滑跑時(shí)間之比是

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】升降機(jī)從靜止開始以2m/s2的加速度做直線運(yùn)動(dòng),3s后改做勻速運(yùn)動(dòng),勻速運(yùn)動(dòng)7s后改做勻減速運(yùn)動(dòng),再經(jīng)2s停止.試求:
(1)升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小
(2)減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小
(3)升降機(jī)從靜止開始運(yùn)動(dòng)到最后停止的整個(gè)過程的平均速度的大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量均為m的小球A,B用兩根不可伸長(zhǎng)的輕繩連接后懸掛于O點(diǎn),在外力F的作用下,小球A,B處于靜止?fàn)顟B(tài).若要使兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài),且懸線OA與豎直方向的夾角θ保持30°不變,則外力F的大小不可能為( )

A.0.5mg
B.mg
C.2mg
D.5mg

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物體由靜止開始沿傾角為α、高為h的粗糙的斜面的頂端下滑.則物體在加速下滑到底端的過程中,關(guān)于各力的功率,下列說法正確的是( )

A.重力對(duì)物體做功的功率小于物體克服阻力做功的功率
B.重力在下滑中的平均功率大于在底端時(shí)的瞬時(shí)功率
C.重力在下滑中的平均功率為 mgsinα
D.物體滑到底端時(shí)的瞬時(shí)功率小于

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)小組為了探究物體在傾角不同的斜面上的運(yùn)動(dòng)情況,將足夠長(zhǎng)的粗糙木板的一端固定在水平地面上,使物體以大小相同的初速度v0由底端沖上斜面,每次物體在斜面上運(yùn)動(dòng)過程中斜面傾角θ保持不變.在傾角θ從0°逐漸增大到90°的過程中( )

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(dá)到的最大位移先增大后減小
D.物體在斜面上能達(dá)到的最大位移先減小后增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同,物體滑到斜面底部C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1和Ek2 , 下滑過程中克服摩擦力所做的功分別為W1和W2 , 則( )

A.Ek1>Ek2 W1<W2
B.Ek1>Ek2 W1=W2
C.Ek1=Ek2 W1>W(wǎng)2
D.Ek1<Ek2 W1>W(wǎng)2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中:某組同學(xué)用如圖所示裝置,采用控制變量的方法,來研究小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系,下列措施中正確的是(

首先要平衡摩擦力,使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力

平衡摩擦力的方法就是,在砂桶中添加砝碼,使小車能勻速滑動(dòng)

每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力

實(shí)驗(yàn)中通過在砂桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先放小車,然后再開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向跟平板平行

A.①④⑤ B.②③⑥ C.①③⑥ D.①④⑥

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案