一个带电粒子只在电场力作用下做直线运动,经1秒钟速度由2m/s增加到4m/s,则下列说法正确的是( )
A.带电粒子的动能增加了2J
B.带电粒子的速度增加了2m/s
C.带电粒子的平均速度是2m/s
D.带电粒子的加速度是2m/s2
经典电磁理论认为:当金属导体两端电压稳定后,导体中产生恒定电场,这种恒定电场的性质与静电场相同.由于恒定电场的作用,导体内自由电子定向移动的速率增加,而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速,因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化.金属电阻反映的是定向运动的自由电子与不动的粒子的碰撞.假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失,碰撞时间不计.
某种金属中单位体积内的自由电子数量为n,自由电子的质量为m,带电量为e.现取由该种金属制成的长为L,横截面积为S的圆柱形金属导体,将其两端加上恒定电压U,自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0.如图所示.
(1)求金属导体中自由电子定向运动受到的电场力大小;
(2)求金属导体中的电流I;
(3)电阻的定义式为,电阻定律是由实验得出的.事实上,不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系,请从电阻的定义式出发,推导金属导体的电阻定律,并分析影响电阻率ρ的因素.
二十一世纪,能源问题是全球关注的焦点问题.从环境保护的角度出发,电动汽车在近几年发展迅速.下表给出的是某款电动汽车的相关参数:
参数指标 | 整车质量 | 0~100km/h 加速时间 | 最大速度 | 电池容量 | 制动距离(100km/h~0) |
数值 | 2000kg | 4.4s | 250km/h | 90kW•h | 40m |
请从上面的表格中选择相关数据,取重力加速度g=10m/s2,完成下列问题:
(1)求汽车在(100km/h~0)的制动过程中的加速度大小(计算过程中100km/h近似为30m/s);
(2)若已知电动汽车电能转化为机械能的效率为η=80%,整车在行驶过程中的阻力约为车重的0.05倍,试估算此电动汽车以20m/s的速度匀速行驶时的续航里程(能够行驶的最大里程)已知1kW•h=3.6×106J.根据你的计算,提出提高电动汽车的续航里程的合理化建议(至少两条)
(3)若此电动汽车的速度从5m/s提升到20m/s需要25s,此过程中电动汽车获得的动力功率随时间变化的关系简化如图所示,整车在行驶过程中的阻力仍约为车重的0.05倍,求此加速过程中汽车行驶的路程(提示:可利用p-t图像计算动力对电动汽车做的功)
如图所示,光滑绝缘水平面上方分布着场强大小为E,方向水平向右的匀强电场.质量为3m,电量为+q的球A由静止开始运动,与相距为L、质量为m的不带电小球B发生对心碰撞,碰撞时间极短,碰撞后作为一个整体继续向右运动.两球均可视为质点,求:
(1)两球发生碰撞前A球的速度;
(2)A、B碰撞过程中系统损失的机械能;
(3)A、B碰撞过程中B球受到的冲量大小.
某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”.实验中砂和砂桶的总质量为,小车和砝码的总质量为M.
①实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是( )
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.
②图乙是实验中得到的一条纸带,O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50 Hz.该同学计划利用v-t图像计算小车的加速度.首先用刻度尺进行相关长度的测量,其中CE的测量情况如图丙所示,由图可知CE长为 cm,依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为 m/s.图丁中已标注出了打点计时器打下A、B、C、E、F五个点时小车的速度,请将打下D点时小车的速度标注在v-t图上.
③请在图丁中描绘出小车的v-t图像.
④由图丁中描绘的图线可得出小车的加速度为 m/s2.
⑤该同学保持砂和砂桶的总质量m不变,通过在小车上增加砝码改变小车的质量M,得到多组实验数据.为了探究加速度与质量的关系,该同学利用所测数据,做出了与M的图像,下列给出的四组图像中正确的是:
(1)如下图所示: 某同学对实验装置进行调节并观察实验现象:
①图甲、图乙是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是_______________.
②下述现象中能够观察到的是:( )
A.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
B.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,干涉现象消失