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截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间Δt内通过导线横截面的电子数是(    )

A.nSvΔt           B.nvΔt                C.IΔt/e            D.IΔt/Se

解析:电子数等于总电荷量除以每个电子的电荷量,所以求出通过截面的电荷量,即可求出电子数.而电荷量q=It,单位体积内的电子数已知,只要求出Δt时间内有多少体积的电子通过截面,即可求出电子数.

(1)根据电流强度的定义式,可知在Δt内通过导线截面的电荷量q=IΔt

所以在这段时间内通过的自由电子数为N=q/e=IΔt/e

(2)自由电子定向移动的速率是v,因此在时间Δt内,位于以截面S为底、长l=vΔt的这段导线内的自由电子都能通过截面.这段导线的体积V=Sl=SvΔt,所以Δt内通过截面S的自由电子数为N=nV=nSvΔt,

所以A、C正确.

答案:AC

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

横截面积为s的导线中通有电流I,已知导线每单位体积内有n个自由电子,每个电子的电量为e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间t内通过导线横截面的电子数是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?北京)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,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F,推导F=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.
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)

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科目:高中物理 来源:2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理(北京卷解析版) 题型:计算题

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,电子电荷量为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,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F,推导F=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Fmnv的关系。

(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

在横截面积为S的均匀铜导线中通入恒定电流I,铜的电阻率为ρ,电子电量为e,则电子在铜导线中运动时受到的电场力为________.

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