题目内容
【题目】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。如图所示：一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝，单位体积内有n个自由电子，每一个电子电量为e。该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v。
（1）求导线中的电流I；
（2）有人说“导线中电流做功，实质上就是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功”。这种说法是否正确，通过计算说明。
（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为
，导线的电阻率为
，试证明： 
。
【答案】（1）
；（2）正确，说明见解析；（3）证明见解析
【解析】
（1）电流的定义式
，在t时间内，流过横截面的电荷量
因此
（2）这种说法正确。
在电路中，导线中电流做功为：
在导线中，恒定电场的场强
，导体中全部自由电荷为
，
导线中的恒定电场对自由电荷力做的功：
又因为，则
故“导线中电流做功，实质上就是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功”是正确的。
（3）由欧姆定律：
由电阻定律：
则
，则有：
电流密度的定义：
故
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【题目】为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示实验装置．请思考探究思路并回答下列问题：
（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是___________
A．将不带滑轮的木板一端垫高适当，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运
动
（2）在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，得到一条打点的纸带，如图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则小车加速度的表达式为a=___________；
（3）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，可用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码m与小车总质量M之间应满足的关系为_______________；
（4）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码质量不变，改变小车质量m，得到的实验数据如下表：
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车加速度a/ms-2 | 0．77 | 0．38 | 0．25 | 0．19 | 0． 16 |
小车质量m/kg | 0．20 | 0．40 | 0．60 | 0．80 | 1． 00 |
为了验证猜想，请在下列坐标系中作出最能直观反映a与m之间关系的图象．
