如图10-20所示,一块铜块左右两面接入电路中。有电流I自左向右流过铜块,当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块,从后表面垂直穿出时,在铜块上、下两面之间产生电势差,若铜块前、后两面间距为d,上、下两面间距为l。铜块单位体积内的自由电子数为n,电子电量为e,求铜板上、下两面之间的电势差U为多少?
铜块的电流的方向向右,铜块内的自由电子的定向移动的方向向左。用左手定则判断:四指指向电子运动的反方向,磁感线穿过手心,大拇指所指的方向为自由电子的受力方向。图10-21为自由电子受力的示意图。
随着自由电子在上极板的聚集,在上、下极板之间形成一个“下正上负”的电场,这个电场对自由电子产生作用力,作用力方向与自由电子刚进入磁场时所受的洛仑兹力方向相反。当电场强度增加到使电场力与洛仑兹力平衡时,自由电子不再向上表面移动。在铜块的上、下表面形成一个稳定的电势差U。研究电流中的某一个自由电子,其带电量为e,根据牛顿第二定律有
由电流的微观表达式I=neSv=nedlv。
【评析】
本题的特点是物理模型隐蔽。按照一部分同学的理解,这就是一道安培力的题目,以为伸手就可以判断安培力的方向。仔细分析电荷在上、下两个表面的聚集的原因,才发现是定向移动的电荷受到洛仑兹力的结果。因此,深入分析题目中所叙述的物理过程,挖出隐含条件,方能有正确的思路。
科目:高中物理 来源: 题型:
图4-20
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科目:高中物理 来源: 题型:
图7-20
(1)作用力F的大小;
(2)A压缩弹簧的过程中弹簧的最大弹性势能Ep.
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科目:高中物理 来源: 题型:
某物理课外小组想探究“带风帆的玩具小车所受阻力与运动速度的关系”,他们进行了以下实验探究:
(1)猜想:①f阻与车的速度v无关;②;③
(2)探究步骤
①将带有风帆的玩具小车、已连接好电源的打点计时器和纸带按如图10甲所示安装在光滑倾斜的长木板上;
②接通打点计时器电源(电源频率f=50Hz),使玩具小车从静止开始加速运动,足够长的时间后关闭打点计时器;
③改变长木板的倾角,重复以上实验,记录实验数据如下表所示:
实验次数 | 木板倾角θ | sinθ | 小车匀速运动时的速度v(m/s) | 小车匀速运动时速度的平方v2(m/s)2 |
1 | 4° | 0.07 | 0.60 | 0.36 |
2 | 10° | 0.18 | × | |
3 | 24° | 0.41 | 3.51 | 12.32 |
4 | 36° | 0.59 | 5.06 | 25.60 |
5 | 48° | 0.74 | 6.34 | 40.20 |
6 | 60° | 0.87 | × |
请你根据该小组的探究完成下列的问题:
(Ⅰ)图10乙是倾角θ=10°的一条打点纸带,通过计算完成表中对应的空白项;
(Ⅱ)通过观察表中的实验数据,试将θ=60°时小车匀速运动的速度填在表中对应的空白处.
(Ⅲ)结论:在实验误差范围内,通过对数据的观察分析,玩具小车所受的阻力与运动 速度的定性关系是 .也可以进一步通过图象法对数据进行分析得到运动小车所受到阻力与运动速度的定量关系.
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科目:高中物理 来源:2011-2012学年江苏省高三高考一轮复习第十章第3单元物理试卷(解析版) 题型:计算题
温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中,它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的.如图10甲所示,电源的电动势E=9.0 V,内电阻可忽略不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图10乙所示的R-t图线表示,闭合开关,当R的温度等于20℃时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻R的温度是多少?
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