演绎式探究:
课题:金属导电研究
演绎推理内容:已知带电粒子在电场作用下能作定向运动,可以推知金属内部自由电子在电场力作用下能作定向运动,所以金属能导电,且导体中的电流强度I=
.
问题:金属内部自由电子定向运动的平均速率怎样?
研究过程:建立如图模型:
①自由电子沿着截面积为S 的金属导体运动;
②自由电子定向运动的平均速率为 v.
已知每个电子所带电荷为e,单位体积内的电子数为n,
可以推导出金属内部自由电子平均速率 v 的数学表达式.推导过程如下:(请你填写每步结果)
①在△t时间内,通过导体某一截面(截面积为S)的电子数量为N=______;
②在△t时间内通过导体某一截面的电荷电量为△q=______;
③在△t时间内通过金属导体的电流强度为I=______;
④则金属内部自由电子定向运动的平均速率v=______.
经实际带入某金属的有关数据可知,金属内部自由电子的定向运动的平均速率是很小的,数量级达10
-5m/s.
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归纳式探究:
小明注意学校摆钟的钟摆是有规律地摆动的,经认真观察发现钟摆来回摆动一次的时间刚好是1秒,就猜想想:是不是所有的摆来回摆动一次的时间都是1秒呢?于是,他请教了物理老师,知道摆来回摆动一次的时间叫做周期,在老师的指导下他设计如图(1)所示的单摆(即细绳下系一小钢球)进行探究.实验数据记录如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
摆长l/m | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 |
周期T/s | 1.1 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 |
周期平方T2/s2 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.3 | 2.9 | 3.2 | 3.6 | 4.0 |
(1)从表中数据可知,单摆的摆长l越长,周期T越______(选填“长”或“短”).
(2)根据表中数据作出单摆周期的平方T
2与摆长l的关系图象如图(2),可知实验中用的单摆T
2与l成______关系.
(3)生活中若摆钟走慢了,应如何调整钟摆的长度?______.
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