[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.(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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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。

（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?

【答案】（1）略；（2），

【解析】(1)导体中电流大小：I=q/t

t时内电子运动的长度为vt，则其体积为svt，通过导体某一截面的自由电子数为：N=nSvt

该时间内通过导体该截面的电量：q=nSvte

联立可得：I=nesv

这段导线受到的安培力：F安=BIL=BnesvL

导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和等于安培力：NF洛=nSLF洛=BnesvL

故F洛=Bev

（2）a、电子绕氢原子核做匀速圆周运动，库仑力充当向心力： ,

t时间内通过截面的电量为：

联立得，等效电流：

b、电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力：

t时间内通过截面的电量为：

联立得，等效电流：

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A.当t=0.5s时质点b和质点c的位移相等

B.当t=0.6s时质点a的位移为-cm

C.质点c在0～0.6s时间内沿x轴正方向移动了3m

D.质点d在0～0.6s时间内通过的路程为20cm

E.这列简谐横波遇到频率为1Hz的另一列简谐横波时我们能够观察到干涉现象

【题目】图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。

（1）简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因_______________________________。

（2）小明找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E约15V，内阻约2Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻约5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作。

a．滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数I时，读出电阻箱的读数R1；

b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；

c．调节电阻箱，使_______，读出此时电阻箱的读数R2；

d．算得图乙直线的斜率k和截距b；

则待测重物的重力G的表达式为G=_____（用以上测得的物理量表示），测得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），R1、R2分别为1052Ω和1030Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力G=_____N（结果保留三位有效数字）。

（3）针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是____________。

A．将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表

B．将毫安表换成量程为10μA的微安表

C．将电阻箱换成精度更高的电阻箱

D．适当增大A、B接线柱之间的距离

【题目】图甲为一列简谐横波在时的波动图像，图乙为该波中处质点P的振动图像，下列说法正确的是____________

A.该波沿x轴负方向传播

B.波速为

C.再过，质点P沿传播方向移动

D. 时，质点P恰好通过平衡位置

E.质点P的振动方程为：

【题目】某实验小组利用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻。现有的实验器材为：

A．待测干电池（电动势约为）B．电压表（量程）

C．电压表（量程）D．电流表（量程）

E．电流表（量程）F．滑动变阻器（阻值范围）

G．滑动变阻器（阻值范围）H．开关、导线若干

①实验中，电压表应选用，电流表应选用，滑动变阻器应选用。（选填器材前的字母）

②在图2中按图1用笔画线代替导线将电路连线补充完整。

③如图3所示，他们根据实验数据绘制出图像，其中是电压表的读数，是电流表的读数。由此可以得到，干电池的电动势________，内电阻_______。（结果保留两位有效数字）

【题目】轨道平面与赤道平面夹角为90。的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道。如图，若某颗极地轨道卫星从北纬450的正上方按图示方向首次运行到南纬450的正上方用时45分钟，则( )

A. 该卫星运行速度一定小于7. 9km/s

B. 该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1:4

C. 该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2:1

D. 该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能

【题目】如图所示，在水平面内的直角坐标系xOy中有一光滑金属导轨POQ，其中曲线导轨OP满足方程,长度为的直导轨0Q与x轴重合，整个导轨处于垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场中。现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向以速度做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为,除金属棒的电阻外其余部分电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动至PQ的过程中，下列说法正确的是（）