题目内容

【题目】如图甲,利用恒速滴液瓶每隔相同时间从玻璃管口滴下一个液滴和频闪光源来研究自由落体运动。实验时,调节频闪光源的频率和恒速液滴的频率,使两者恰好相等,屏幕上就会出现液滴不动的影点,设此时频闪光源的频率为f。某次实验的影点位置如图乙所示,三个影点间的距离分别为h1h2h3

①若图乙中最上边一个影点的初速度恰好为零,则h1h2h3___________,液滴下落加速度的表达式为a____________

②图乙中自上而下第二个影点瞬时速度的表达式为v_________

【答案】 (1)①1:3:5 (其它结果表示正确也同样得分)

【解析】(1) 最上边一个影点的初速度恰好为零初速度为零的匀加速直线运动,在相邻相等时间内通过的位移之比

设液滴从一个影点到下一个影点所用时间为

解得:

(2) 图乙中自上而下第二个影点瞬时速度

练习册系列答案
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【题目】由某种金属材料制成的圆柱形导体,将其两端与电源连接,会在导体内部形成匀强电场,金属中的自由电子会在电场力作用下发生定向移动形成电流。已知电子质量为m,电荷量为e,该金属单位体积的自由电子数为n

(1)若电源电动势为E,且内阻不计,

a. 求电源从正极每搬运一个自由电子到达负极过程中非静电力所做的功W

b. 从能量转化与守恒的角度推导:导体两端的电压U等于电源的电动势E

(2)经典的金属电子论认为:在外电场(由电源提供的电场)中,金属中的自由电子受到电场力的驱动,在原热运动基础上叠加定向移动,如图所示。在定向加速运动中,自由电子与金属正离子发生碰撞,自身停顿一下,将定向移动所获得的能量转移给金属正离子,引起正离子振动加剧,金属温度升高。自由电子在定向移动时由于被频繁碰撞受到阻碍作用,这就是电阻形成的原因。

自由电子定向移动的平均速率为v,热运动的平均速率为u,发生两次碰撞之间的平均距离为x。由于v<<u,所以自由电子发生两次碰撞的时间间隔主要由热运动决定。自由电子每次碰撞后的定向移动速率均变为零。

a. 求该金属的电阻率ρ,并结合计算结果至少说明一个与金属电阻率有关的宏观因素;

b. 该导体长度为L,截面积为S。若将单位时间内导体中所有自由电子因与正离子碰撞而损失的动能之和设为ΔEk,导体的发热功率设为P,试证明PEk

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