- 电源和电流
- 共17题
17.一根长为4，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为（ ）
A
B
Cρnev
D
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。
（1）一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为V。
（a）求导线中的电流I
（b）将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安=F。
（2）正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为V，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。
正确答案
答案：见解析
解析
（1）（a）设
（b）每个自由电子所受的洛伦兹力为
设导体中共有N个自由电子，则
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为
由安培力的计算公式，有
故
（2）一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为
如图所示，
以器壁上的面积S为底，以
面积为S的器壁受到粒子压力为
器壁单位面积所受粒子压力为
知识点
通常一次闪电过程历时约0.2～0.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40～80μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109v，云地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是
正确答案
解析
根据题意第一个闪击过程中转移电荷量Q＝6C，时间约为t＝60μs，故平均电流为I平＝＝1×105A，闪电过程中的瞬时最大值一定大于平均值，故A对；第一次闪击过程中电功约为W＝QU＝6×109J，第一个闪击过程的平均功率P＝＝1×1014W，由于一次闪电过程主要发生在第一个闪击过程中，但整个闪电过程中的时间远大于60μs，故B错；闪电前云与地之间的电场强度约为E＝＝V/m＝1×106V/m，C对；整个闪电过程向外释放的能量约为W＝6×109J，D错。
知识点
电流强度I的国际单位是A（安培），下列关系式不成立的是 （ ）
正确答案
解析
略
知识点
17．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速度为v，则金属棒内的电场强度大小为（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
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