20．對(duì)于同一物理問(wèn)題，常常可以從宏觀和微觀兩個(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安，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安=F．

分析 （1）取一時(shí)間段t，求得相應(yīng)移動(dòng)長(zhǎng)度l=vt，體積為為Svt．總電量為nesvt，再除以時(shí)間，求得表達(dá)式．
（2）安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，求解出安培力和洛倫茲力即可．

解答 解：（1）導(dǎo)體中電流大�。篒=$\frac{q}{t}$
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(guò)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(guò)導(dǎo)體該截面的電量：
q=nSvte
聯(lián)立可得：
I=nesv
（2）安培力：
F安=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洛=NqvB=nSvtqvB=BnesvL
故F=F安
答：（1）證明如上；
（2）證明如上．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確電流的微觀表達(dá)式的推導(dǎo)，同時(shí)要知道洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn)，不難．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

16．如圖為“用DIS（外移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須保持小車(chē)的總質(zhì)量不變，用鉤碼的重力作為小車(chē)所受外力，用DIS測(cè)小車(chē)的加速度，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，進(jìn)而研究加速度和力的關(guān)系．這種研究方法是采用控制變量法．
（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量．在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）．
①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比．
②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C
A．小車(chē)與軌道之間存在摩擦
B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大
D．所用小車(chē)的質(zhì)量太大
（3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，使畫(huà)出的α-F關(guān)系圖線盡可能是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，你有哪些措施？應(yīng)該滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

11．物體在水平地面上受到水平推力的作用，在6s內(nèi)力F的變化和速度v的變化如圖所示，則物體的質(zhì)量為4kg，物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.025．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

8．下列幾個(gè)物理過(guò)程中，機(jī)械能一定守恒的是（不計(jì)空氣阻力）（　�。�
A．物體沿光滑曲面自由下落的過(guò)程
B．某同學(xué)蕩秋千，越來(lái)越高
C．拋出的籃球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程
D．在拉力作用下，物體沿斜面勻速上滑的過(guò)程

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

15．如圖所示的電路中電源的內(nèi)阻不能忽略，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)向上移動(dòng)時(shí)，下列分析正確的是（　　）
A．電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小B．電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大
C．電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)都減小D．電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)都增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

5．如圖所示，連長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)，存在沿AD方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量均為m，帶電量分別為+q 和-q的兩粒子，同時(shí)由A、C兩點(diǎn)沿AB和CD方向以速率v0進(jìn)入正方形區(qū)域，兩粒子在區(qū)域的正中相遇，若將區(qū)域中的電場(chǎng)換為垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩粒同時(shí)由A，B兩點(diǎn)沿平行于AB方向進(jìn)入?yún)^(qū)域，速度大小仍為v0，兩粒子也在區(qū)域的正中相遇，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用力，
求（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（3）若上述電場(chǎng)和磁場(chǎng) 同時(shí)存在，兩粒子先后由A點(diǎn)沿AC方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，速度大小仍為v0，要求粒子能夠沿直線到達(dá)C點(diǎn)，正方形區(qū)域內(nèi)需另加一平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)E′，求E′的大小和方向（方向用與AB夾角的正切值表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

12．如圖所示，兩個(gè)物塊A、B沿兩條平行的光滑水平直路運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)A在B前，相距d0=1.0m，已知A、B的質(zhì)量mA=mB=10kg，A、B的速度方向均向右，vAO=4.0m/s，vBO=2.0m/s．由此時(shí)開(kāi)始，A受到水平向左的恒力FA=2.0N作用，B受到水平向右的恒力FB=2.0N作用．試分析說(shuō)明在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若用d表示A、B物塊之間的距離，則d所取的值在哪個(gè)范圍內(nèi)能判定A、B物塊誰(shuí)在前，d所取的值在哪個(gè)范圍內(nèi)不能判定 A、B物塊誰(shuí)在前？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

9．一小球從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在第15s內(nèi)的位移比第14s內(nèi)的位移多0.2m，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．小球第15s內(nèi)的平均速度為1.5m/sB．小球加速度為0.2m/s2
C．小球第14s的初速度為2.8m/sD．第15s內(nèi)的平均速度為0.2m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

10．一輛汽車(chē)以恒定的速率在如圖甲所示的水平道路上行駛，已知$\frac{1}{4}$圓弧形彎道兩端與直道相切．某人在車(chē)內(nèi)用加速度測(cè)量?jī)x測(cè)得汽車(chē)的加速度大小隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，則由題意和圖象可知（　�。�
A．汽車(chē)經(jīng)過(guò)彎道時(shí)車(chē)內(nèi)物體的向心加速度為零
B．汽車(chē)經(jīng)過(guò)彎道時(shí)的向心力就是它的牽引力
C．汽車(chē)行駛的恒定速率為10m/s
D．汽車(chē)經(jīng)過(guò)彎道所用的時(shí)間為11s

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