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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进一步探究--归纳式探究:
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 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小球质量m/kg | 0.2 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.4 |
角速度ω/(rad●s-1) | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 |
转动半径r/m | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 |
向心力F/N | 0.2 | 0.1 | 1.6 | 0.8 | ______ |
(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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