【题目】如图甲所示,半径为r的金属细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系为k>0,且为已知的常量)。

1)已知金属环的电阻为R。根据法拉第电磁感应定律,求金属环的感应电动势和感应电流I

2麦克斯韦电磁理论认为:变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,称为感生电场或涡旋电场。图甲所示的磁场会在空间产生如图乙所示的圆形涡旋电场,涡旋电场的电场线与金属环是同心圆。金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动,形成了感应电流涡旋电场力F充当非静电力,其大小与涡旋电场场强E的关系满足如果移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么感应电动势

图甲 图乙

a请推导证明:金属环上某点的场强大小为

b经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。在考虑大量自由电子的统计结果时,电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力,其大小可表示为b>0,且为已知的常量)。已知自由电子的电荷量为e,金属环中自由电子的总数为N。展开你想象的翅膀,给出一个合理的自由电子的运动模型,并在此基础上,求出金属环中的感应电流I

3)宏观与微观是相互联系的。若该金属单位体积内自由电子数为n,请你在(1)和(2)的基础上推导该金属的电阻率ρnb的关系式。

 0  162976  162984  162990  162994  163000  163002  163006  163012  163014  163020  163026  163030  163032  163036  163042  163044  163050  163054  163056  163060  163062  163066  163068  163070  163071  163072  163074  163075  163076  163078  163080  163084  163086  163090  163092  163096  163102  163104  163110  163114  163116  163120  163126  163132  163134  163140  163144  163146  163152  163156  163162  163170  176998 

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