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进一步探究--演绎式探究: 晓丽探究了串联电路中电流关系后,得出了结论:给串联的...

进一步探究--演绎式探究:
晓丽探究了串联电路中电流关系后,得出了结论:给串联的导体a与导体b通电,通过导体a的电流与通过导体b的电流相同.
她想:两根粗细不同的导体可以流过相同的电流,或者说相同截面积中流过的电流可以不同.那么,相同截面积中流过的电流由谁决定呢?
带着这个问题,她查阅了资料,知道:单位时间内通过导体横截面的电荷叫做电流;通过单位截面积的电流称为电流密度用 J 表示.
那么电流密度的大小与什么因素有关呢?
(1)晓丽想探究这个问题,首先对该问题进行了如下简化:
①电子沿着截面积为S的金属导体运动;
②这些电子均以漂移速度v运动.
(2)已知每个电子所带电荷为e,单位体积内的电子数为n
晓丽推导出了电流密度的数学表达式.她的推导过程如下:(请你将推导过程填写完整)
①在△t时间内,通过导体某一截面的电子数为△N=______
②在△t时间内通过圆柱体底面的电荷△Q=______
③在△t时间内通过圆柱体的电流为I=______
④电流密度J=______

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选取一个以横截S为底,以v△t为高的一个圆柱体,根据题意分别求出题目中所对应的物理量即可. 【解析】 ①已知电子沿着截面积为S的金属导体运动;且这些电子均以漂移速度v运动,在△t时间内的体积为:V=Sv△t,该段时间内通过导体某一截面的电子数为△N=nV=nSv△t; ②已知每个电子所带电荷为e,单位体积内的电子数为n,故在△t时间内通过圆柱体底面的电荷△Q=enSv△t; ③单位时间内通过导体横截面的电荷叫做电流,故在△t时间内通过圆柱体的电流为I==enSv; ④通过单位截面积的电流称为电流密度,故电流密度J==env. 故答案为:(2)①nSv△t;  ②enSv△t;   ③enSv; ④env.
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考点分析:
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创造能力:
给你一支平底试管,一个装有足量水的水槽,一个5g的小砝码,一把刻度尺.请你设计一个可以测量小块固体质量的装置.要求:
(1)在方框内画出实验装置图;
(2)要求此装置的分度值为1g,说明你刻刻度的道理和具体做法;
(3)写出测量过程.
道    理:______
具体做法:______
测量过程:______

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用细绳拽着小球在水平面上做匀速圆周运动.小球的运动状态不断发生改变,就需要一个指向圆心的力的作用,这个力叫向心力.
晓丽想研究向心力的大小与以下因素的关系,得到实验数据如下:
实验次数12345
小球质量m/kg0.20.10.20.20.4
角速度ω/(rad●s-111223
转动半径r/m11212
向心力F/N0.20.11.60.8______
(1)向心力F与物体质量m、角速度ω、转动半径r的表达式为______
(2)将表格中的空格填好;
(3)保持质量、半径一定,向心力F与角速度ω的关系可以用图象中的图线______来表示.

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综合计算二:
小雨的体重为600N,他使用如下图所示的滑轮组提升重物.已知动滑轮重100N;当匀速提升的体积为0.02m3的重物(重物始终未出水面)时,他对地面的压强为6×103Pa,已知每只鞋底与地面的接触面积为2dm2.求提升重物离水后滑轮组的机械效率?(不计绳重和摩擦)

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综合计算一:
2009年青岛市政府在城乡建设和改善人民生活方面重点办好的9件实事之一,青岛市中小学饮水设施更新工程已正式启动.左图是节能饮水机中的一种,它采用照明电路供电.右图为饮水机简化了的电路示意图,它可以通过温控开关S可以使饮水机处于加热或保温状态.饮水机的加热器在30min内将30L的水由85℃加热到100℃(自来水经过热交换器吸收了开水热能后,进入开水器之前已达到85℃,所以可以节能),如果饮水机的加热器发热有90%被水吸收.求:发热器发热电阻R1多大?

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综合作图二:
下午放学回来,家中有些电灯常常亮一天.为避免此现象发生,晓丽想设计如下电路:
要求:离家时,断开家门口安装的开关S,家中电灯均断电(电冰箱除外),此时开关S旁边的红指示灯熄灭;回家后,闭合开关S,红指示灯亮,再闭合开关S1、S2,黄灯、绿灯才亮.
现在,给你绿、黄两只灯泡,一只红指示灯,3个开关,一台电冰箱,电源(用电池组表示)和导线若干,请你帮她在右下图中连好符合上述要求的电路图.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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