对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质.
(1)一段横截面积为S、长为L的直导线,将该导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中,电流方向与磁场方向垂直.若导线内单位体积内有n个自由电子,电子电量为-e,形成电流的自由电子定向移动的速率均为v.试根据通电导线在匀强磁场中受到的安培力,推导电子在磁场中受到的洛伦兹力的表达式.
(2)带电粒子可以在电场或磁场中做匀速圆周运动.已知电子质量为m,电荷量为-e.
a. 电子绕氢原子核做匀速圆周运动,已知半径为r,氢原子核的电量为+e,静电力常量为k,则电子绕核转动的等效电流多大?
b. 电子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,则电子做圆周运动的等效电流多大?
图中实线是一组不知方向的匀强电场的电场线,把1×10-6C的负电荷从A点沿水平方向移到B点,电场力做了2×10-6J 的功. A、B两点间距离为2cm,求:
(1)AB两点间的电势差多大?
(2)匀强电场场强是多大?方向如何?
(3)若B点电势为1V,则A点电势是多大?该负电荷处于B点时,具有多少电势能?
如图所示,两平行光滑导轨相距0.2m,与水平面夹角为30°,金属棒MN的质量为0.2kg,金属棒的电阻R=1Ω,其处在与轨道平面垂直且磁感应强度为5T的匀强磁场中,电源电动势为5V,内阻为1Ω,为使MN处于静止状态,则电阻R1应为多少?(其他电阻不计,重力加速度g取10N/kg)
某同学在探究规格为“2.5V,0.6W”的小电珠伏安特性曲线实验中,该同学采用如图乙所示的电路进行测量.现备有下列器材供选用:
A.量程是0~0.6A,内阻是0.5Ω的电流表
B.量程是0~3A,内阻是0.1Ω的电流表
C.量程是0~3V,内阻是6kΩ的电压表
D.量程0~15V是,内阻是30KΩ的电压表
E.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器
F.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器
G.蓄电池(6V内阻不计) H.开关一个,导线若干.
①为使测量结果尽量准确,电流表应选用_____ ,电压表应选用____ ,滑动变阻器应选用______ .(只填字母代号)
②在实验中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最_____端.(填“左”或“右”)
③在实验中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是_____ 点到____ 点的导线没接好,(图乙中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图乙中的数字)
④.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图丙所示,则小电珠的电阻随工作电压的增大而____ (填:“不变”、“增大”或“减小”)
某同学测量直流恒流电源的输出电流I0和定值电阻Rx的阻值,电路如图所示.实验器材如下:
直流恒流电源(电源输出的直流电流I0保持不变,I0约为0.8A);
待测电阻Rx(阻值为二十几欧); 滑动变阻器R(最大阻值50Ω);
电压表V(量程15V,内阻约为15kΩ); 电流表A(量程0.6A,内阻约为0.2Ω)
回答下列问题:
(1)电源开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑动到______处(选填“a ”、“b”),其理由是
________________________________________________________________________ .
(2)电源开关闭合后,多次调节滑动变阻器,记下电流表的示数I和电压表的示数U ;在图所示的坐标纸上以U为纵坐标、I为横坐标描点,用直线拟合,作出U-I图线__________,则恒流电源输出电流的测量值I0 =_______A,待测电阻的测量值Rx =_______Ω.(结果保留两位有效数字)
用游标卡尺测量某一管道外径时读数如图所示,则这一管道外径d=________mm.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx.请写出测量金属丝电阻率的表达式ρ=______(用上述测量量的字母表示).若实验中测量金属丝的直径时,螺旋测微器的示数如图所示,则金属丝直径的测量值d=______mm.