摘要:14.演绎式探究:
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演绎式探究:

现在,叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题:
(1)电场强度:
我们知道,磁体周围存在磁场;同样,带电体周围存在电场.我们用电场强度E表示电场的强弱.在电场中各点E的大小一般是不同的,E越大,表示该点电场越强.不同点E的方向也一般不同.
如图所示,若一个小球带的电量为q,则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k
(k为常数),这说明距离带电体越远,电场越 .A点处E的方向如图中箭头所示.
(2)环形带电体的电场强度:
如图所示,有一个带电均匀的圆环,已知圆环的半径为R,所带的总电最为Q.过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线,那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度EP的表达式是怎样的呢?
小雨首先把圆环均匀分割为许多等份,每一等份的圆弧长度为△l,则每一等份的电量为 ;每一等份可以看作一个带电小球,则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E1= ;E1沿着OP方向的分量E1x=E1cos∠E1PE1x= .
EP的大小等于圆环上所有等份的E1x大小之和,即EP= .
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现在,叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题:
(1)电场强度:
我们知道,磁体周围存在磁场;同样,带电体周围存在电场.我们用电场强度E表示电场的强弱.在电场中各点E的大小一般是不同的,E越大,表示该点电场越强.不同点E的方向也一般不同.
如图所示,若一个小球带的电量为q,则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k
| q | r2 |
(2)环形带电体的电场强度:
如图所示,有一个带电均匀的圆环,已知圆环的半径为R,所带的总电最为Q.过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线,那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度EP的表达式是怎样的呢?
小雨首先把圆环均匀分割为许多等份,每一等份的圆弧长度为△l,则每一等份的电量为
EP的大小等于圆环上所有等份的E1x大小之和,即EP=
叶子在研究影响动能大小的因素时,知道动能大小与物体的质量和速度有关.他想继续研究三者之间的关系,于是查阅资料得知:Ek与m、v的关系式Ek=
| 1 |
| 2 |
接着她又进行了如下实验:如图所示,将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中,然后让速度相同的风和水流分别通过这两个管道2s,小车分别被推动一段距离,实验记录的数据如下表所示:
| 流体 | 风 | 水流 |
| 小车被推动的距离/cm | 0.3 | 79 |
水流
水流
.在单位时间内、单位面积上从某种能源中所获得的能量叫做能流密度.这是评价能源优劣的重要指标之一.一般来说,水能的能流密度比风能的能流密度大
大
.(2)若水的流速为v,密度是ρ,请你推导出水能的能流密度A的表达式
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
水管中的水流有大有小,在相同的时间内,从水管中流出的水越多,水流就越大.同样,导体中的电流也有大小,单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流强度,简称电流.物理学中用Q表示电荷量,t表示通电时间,则电流I的公式为
I=
| Q |
| t |
I=
.如果导体中的电流为2A,那么10秒内通过导体横截面的电荷量是| Q |
| t |
20
20
库.晓丽同学在掌握了上述知识后,经查阅资料知道:通过导体单位截面积的电流称为电流密度,用J来表示,那么电流密度J的大小与什么因素有关呢?她将该问题进行了简化:①假设电子沿着截面积为S的金属导体运动:
②假设这些电子均以漂移速度υ运动,若流过金属导体单位体积的电子数为n,每个电子所带的电荷量为e,导体的横截面积为S,晓丽推导出了导体中电流密度J的数学表达式.过程如下:
A.在时间t内,通过导体某一截面的电子数为N=
nsvt
nsvt
.B.在时间t内,通过圆柱体底面的电荷量Q=
enSvt
enSvt
.C.在时间t内,通过圆柱体的电流为I=
enSv
enSv
.D.电流密度J=
env
env
.