經(jīng)典電磁理論認(rèn)為：當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端電壓穩(wěn)定后，導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定電場(chǎng)，這種恒定電場(chǎng)的性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同。由于恒定電場(chǎng)的作用，導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動(dòng)的速率增加，而運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子發(fā)生碰撞從而減速，因此自由電子定向移動(dòng)的平均速率不隨時(shí)間變化。金屬電阻反映的是定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與不動(dòng)的粒子的碰撞。假設(shè)碰撞后自由電子定向移動(dòng)的速度全部消失，碰撞時(shí)間不計(jì)。
某種金屬中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)量為n,自由電子的質(zhì)量為m,帶電量為e?，F(xiàn)取由該種金屬制成的長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S的圓柱形金屬導(dǎo)體，將其兩端加上恒定電壓U，自由電子連續(xù)兩次與不動(dòng)的粒子碰撞的時(shí)間間隔平均值為t0．如圖所示。
（1）求金屬導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)受到的電場(chǎng)力大?。?br />（2）求金屬導(dǎo)體中的電流I；
（3）電阻的定義式為R=UI，電阻定律R=ρLS是由實(shí)驗(yàn)得出的。事實(shí)上，不同途徑認(rèn)識(shí)的物理量之間存在著深刻的本質(zhì)聯(lián)系，請(qǐng)從電阻的定義式出發(fā)，推導(dǎo)金屬導(dǎo)體的電阻定律，并分析影響電阻率ρ的因素。
U
I
L
S
【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：553引用：4難度：0.1
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1．如圖所示，ABC為光滑的固定在豎直面內(nèi)的半圓形軌道，軌道半徑為R=0.4m,A、B為半圓軌道水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn)，O為圓心．在水平線MN以下和豎直線OQ以左的空間內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×106N/C．現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=2.0×10-2kg,電荷量q=2.0×10-7C的帶正電小球（可看作質(zhì)點(diǎn)），從A點(diǎn)正上方由靜止釋放，經(jīng)時(shí)間t=0.3s到達(dá)A點(diǎn)并沿切線進(jìn)入半圓軌道，g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力及一切能量損失，求：
（1）小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；
（2）小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后能上升的最大高度．發(fā)布：2024/12/29 20:0:1組卷：751引用：4難度：0.5 -
2．如圖，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的半圓形軌道與水平軌道在B點(diǎn)平滑連接．半圓形軌道的最低點(diǎn)為B、最點(diǎn)高為C，圓心為O．整個(gè)裝置處水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．現(xiàn)讓一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），從水平軌道的A點(diǎn)靜止釋放，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為．當(dāng)小球過(guò)C點(diǎn)時(shí)撤去電場(chǎng)，小球落到水平軌道上的D點(diǎn)．已知A、B間的距離為5gRR，重力加速度為g,軌道絕緣且不計(jì)摩擦和空氣阻力，求：103
（1）該勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大??；
（2）A、D間的距離；
（3）小球經(jīng)過(guò)半圓形軌道某點(diǎn)P（圖中未畫(huà)出）時(shí)，所受合外力方向指向圓心O，求小球過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：59引用：2難度：0.7 -
3．11H、12H、13H三個(gè)原子核，電荷均為e,質(zhì)量之比為1：2：3，如圖所示，它們以相同的初速度由P點(diǎn)平行極板射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，在下極板的落點(diǎn)為A、B、C，已知上極板帶正電，原子核不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的是（ ）發(fā)布：2024/12/29 21:30:1組卷：374引用：5難度：0.6
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