正文內(nèi)容

高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧講解及練習(xí)題(編輯修改稿)

2026-04-03 02:06 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為e，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，因電流變化而產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為（k為一定值）。求電子在圓形軌道中加速一周的過(guò)程中，感生電場(chǎng)對(duì)電子所做功及電子所受非靜電力的大小。【答案】(1) (2)，； b. (3)，【解析】【詳解】(1)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義可知：(2)；由題意可知金屬棒在外力和安培力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則：所以根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義有：，導(dǎo)線中的自由電子與金屬離子發(fā)生了碰撞，可以看做是安全彈性碰撞，碰后自由電子損失動(dòng)能，損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為焦耳熱。從整體上看，可以視為金屬離子對(duì)自由電子整體運(yùn)動(dòng)的平均阻力導(dǎo)致自由電子動(dòng)能的的損失。設(shè)導(dǎo)線MN的橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，自由電子沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的平均速度為ve，則導(dǎo)線MN內(nèi)的自由電子總數(shù)為：導(dǎo)線中的電流為：在極短時(shí)間?t內(nèi)，導(dǎo)線內(nèi)所有自由電子克服金屬離子做功導(dǎo)致自由電子的動(dòng)能損失為：從宏觀角度看，力F對(duì)導(dǎo)線做功，而導(dǎo)線的速度不變，即導(dǎo)線的動(dòng)能不變，所以力F的功完全轉(zhuǎn)化為焦耳熱。?t時(shí)間內(nèi)，力F做功：又因?yàn)椋杭矗寒?dāng)導(dǎo)線MN做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)外力等于安培力，即：聯(lián)立以上各式可解得：(3)據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：加速一周感生電場(chǎng)對(duì)電子所做的功：設(shè)非靜電力為F，電子運(yùn)動(dòng)一周，非靜電力做功為：根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義：聯(lián)立解得：答：(1) 電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；(2)，外力充當(dāng)非靜電力；這個(gè)非靜電力產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；b. 導(dǎo)線中金屬離子對(duì)一個(gè)自由電子沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向的平均作用力；(3)電子在圓形軌道中加速一周的過(guò)程中，感生電場(chǎng)對(duì)電子所做功，電子所受非靜電力。9．對(duì)于同一物理問(wèn)題，常常可以從宏觀與微觀兩個(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)。一段長(zhǎng)為l、橫截面積為S的細(xì)金屬直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e、質(zhì)量為m。（1）該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率恒為v。① 求導(dǎo)線中的電流I； ②為了更精細(xì)地描述電流的分布情況，引入了電流面密度j，電流面密度被定義為單位面積的電流強(qiáng)度，求電流面密度j的表達(dá)式； ③經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，該碰撞過(guò)程將對(duì)電子的定向移動(dòng)形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個(gè)沿導(dǎo)線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率成正比，比例系數(shù)為k。請(qǐng)根據(jù)以上描述構(gòu)建物理模型，求出金屬導(dǎo)體的電阻率ρ的微觀表達(dá)式。（2*）將上述導(dǎo)線彎成一個(gè)閉合圓線圈，若該不帶電的圓線圈繞通過(guò)圓心且垂直于線圈平面的軸勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中不會(huì)有電流通過(guò)，若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小發(fā)生變化，線圈中會(huì)有電流通過(guò)，這個(gè)現(xiàn)象首先由斯泰瓦和托爾曼在1917年發(fā)現(xiàn)，被稱為斯泰瓦—托爾曼效應(yīng)。這一現(xiàn)象可解釋為：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小均勻變化時(shí)，由于慣性，自由電子與線圈中的金屬離子間產(chǎn)生定向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而形成電流。若此線圈在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由于電子在導(dǎo)線中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到沿導(dǎo)線的平均阻力，所以只會(huì)形成短暫的電流。已知電子受到的沿導(dǎo)線的平均阻力滿足（1）問(wèn)中的規(guī)律，求此線圈以由角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)（減速時(shí)間可忽略不計(jì)）之后，通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量Q。【答案】（1）① ；②；③ （2）【解析】【詳解】（1）①導(dǎo)線中的電流；②電流面密度；③取長(zhǎng)度為L(zhǎng)一段導(dǎo)體，則電子做定向移動(dòng)時(shí)滿足電場(chǎng)力與阻力相等，即而聯(lián)立解得（2）設(shè)線圈經(jīng)過(guò)時(shí)間?t停止運(yùn)動(dòng)，則對(duì)內(nèi)部的粒子，由動(dòng)量定理：其中則；而聯(lián)立可得10．如圖所示，粗糙斜面的傾角θ＝37176

點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容

法律信息相關(guān)推薦

高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧講解及練習(xí)題(編輯修改稿)

高考物理數(shù)學(xué)物理法解題技巧(超強(qiáng))及練習(xí)題-資料下載頁(yè)

高考物理微元法解決物理試題解題技巧講解及練習(xí)題-資料下載頁(yè)

最新高考物理數(shù)學(xué)物理法解題技巧及練習(xí)題-資料下載頁(yè)

高考物理數(shù)學(xué)物理法解題技巧及經(jīng)典題型及練習(xí)題-資料下載頁(yè)

高考英語(yǔ)閱讀理解解題技巧講解及練習(xí)題(含答案)-資料下載頁(yè)

高中物理高考物理圖像法解決物理試題解題技巧講解及練習(xí)題-資料下載頁(yè)

高考物理微元法解決物理試題解題技巧講解及練習(xí)題(1)-資料下載頁(yè)

最新物理穩(wěn)恒電流練習(xí)題含答案-資料下載頁(yè)

高中物理高考物理微元法解決物理試題解題技巧講解及練習(xí)題-資料下載頁(yè)

(英語(yǔ))高考英語(yǔ)翻譯解題技巧講解及練習(xí)題(含答案)-資料下載頁(yè)

【英語(yǔ)】高考英語(yǔ)完形填空解題技巧講解及練習(xí)題(含答案)-資料下載頁(yè)

(英語(yǔ))高考英語(yǔ)閱讀理解解題技巧講解及練習(xí)題(含答案)-資料下載頁(yè)

【英語(yǔ)】高考英語(yǔ)閱讀理解解題技巧講解及練習(xí)題(含答案)-資料下載頁(yè)

高考物理圖像法解決物理試題解題技巧及練習(xí)題-資料下載頁(yè)

高考物理數(shù)學(xué)物理法解題技巧和訓(xùn)練方法及練習(xí)題-資料下載頁(yè)

高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧講解及練習(xí)題-免費(fèi)閱讀

高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧講解及練習(xí)題(存儲(chǔ)版)

高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧講解及練習(xí)題-文庫(kù)吧在線文庫(kù)

高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧講解及練習(xí)題(完整版)

高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧講解及練習(xí)題(更新版)