一段粗细均匀的导体长为L,横截面积为S,如图所示,导体单位体积内的自由电子数为n,电子电荷量为e,通电后,电子定向运动的速度大小为v.(1)请用n、e、S、v表
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一段粗细均匀的导体长为L,横截面积为S,如图所示,导体单位体积内的自由电子数为n,电子电荷量为e,通电后,电子定向运动的速度大小为v.(1)请用n、e、S、v表
题型:不详
难度:
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一段粗细均匀的导体长为L,横截面积为S,如图所示,导体单位体积内的自由电子数为n,电子电荷量为e,通电后,电子定向运动的速度大小为v.
(1)请用n、e、S、v表示流过导体的电流大小I.
(2)若再在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,试根据导体所受安培力推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式.
答案
(1)导体中电流大小
I=
q
t
-----------①
t时内所完成的长度为vt,则其体积为svt,通过导体某一截面的自由电子数为nSvt
该时间内通过导体该截面的电量:q=nSvte--------②
由 ①②式得 I=nesv
(2)该导体处于垂直于它的匀强磁场中所受到的安培力F=BIL
得:F=BneSvL
某一自由电子所受的洛伦兹力
f=
F
N
式中N为该导体中所有的自由电子数
得:f=Bev
答案为:(1)表达式:I=neSv (2)洛伦兹力的表达式:f=Bev
举一反三
在10s内,通过某金属导体横截面的电量为16C.则导体中的电流大小是______;每秒钟通过导体横截面的自由电子数是______个.
题型:不详
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我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道,当环中的电流是10mA时(设电子的速度是3×10
7
m/s),在整个环中运行的电子数目为(电子电量e=1.6×10
-19
C)( )
A.5×10
11
B.5×10
10
C.1×10
2
D.1×10
4
题型:不详
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导体中的电流是5μA,那么在3.2S内有______ C的电荷定向移动通过导体的横截面,相当于______个电子通过该截面.
题型:不详
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关于恒定电流的下列说法中正确的是( )
A.电路中的电流越大,表示通过导体横截面的电量越多
B.导体两端有持续电压是导体中形成电流的条件
C.正电荷的运动方向与电流方向相同,负电荷的运动方向与电流方向相反
D.电源电动势表征的是把化学能转化为电能的本领大小
题型:不详
难度:
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有一条横截面S的铜导线,若通过的电流为I,则铜导线中自由电子定向移动的速率为多少?已知,铜的密度为ρ,铜的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数N
A
,电子电量为e,且在这个问题中可认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子.
题型:不详
难度:
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