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【題目】對于同一物理問題,常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進行研究,找出其內在聯系,從而更加深刻地理解其物理本質。一段橫截面積為S、長為l的直導線,單位體積內有n個自由電子,一個電子電量為e。該導線通有恒定電流時,導線兩端的電勢差為U,假設自由電子定向移動的速率均為v

(1)求導線中的電流I

(2)所謂電流做功,實質上是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。為了求解在時間t內電流做功W為多少,小紅和小明給出了不同的想法:

小紅記得老師上課講過,W=UIt,因此將第(1)問求出的I的結果代入,就可以得到W的表達式。但是小紅不記得老師是怎樣得出W=UIt這個公式的。小明提出,既然電流做功是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功,那么應該先求出導線中的恒定電場的場強,即,設導體中全部電荷為q后,再求出電場力做的功,將q代換之后,小明沒有得出W=UIt的結果。

請問你認為小紅和小明誰說的對?若是小紅說的對,請給出公式的推導過程;若是小明說的對,請補充完善這個問題中電流做功的求解過程。

(3)為了更好地描述某個小區域的電流分布情況,物理學家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時間內通過單位面積的電量。若已知該導線中的電流密度為j,導線的電阻率為ρ,試證明:

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【題目】如圖甲,有兩個量程的電流表,當使用ab兩個端點時,量程為1A,當使用ac兩個端點時,量程為,已知電流表的內阻,滿偏電流2mA;如圖乙,是有兩個量程的電壓表,當使用de兩個端點時,量程為。當使用df兩個端點時,量程為。已知電流表的內阻,滿偏電流1mA;則電阻分別為:( )

A. B. C. D.

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【題目】在玻爾的原子結構理論中氫原子由高能態向低能態躍遷時能發出一系列不同頻率的光波長可以用巴耳末一里德伯公式 來計算式中為波長,R為里德伯常量,nk分別表示氫原子躍遷前和躍遷后所處狀態的量子數對于每一個 。其中賴曼系諧線是電子由的軌道躍遷到的軌道時向外輻射光子形成的巴耳末系譜線是電子由 的軌道躍遷到的軌道時向外輻射光子形成的。

(1)如圖所示的裝置中K為一金屬板A為金屬電極都密封在真空的玻璃管中S為石英片封蓋的窗口單色光可通過石英片射到金屬板K上。實驗中當滑動變阻器的滑片位于最左端用某種頻率的單色光照射K電流計G指針發生偏轉向右滑動滑片AK的電勢低到某一值 (遏止電壓)電流計C指針恰好指向零現用氫原子發出的光照射某種金屬進行光電效應實驗。若用賴曼系中波長最長的光照射時,遏止電壓的大小為若用巴耳末系中的光照射金屬時,遏止電壓的大小為金屬表面層內存在一種力阻礙電子的逃逸。電子要從金屬中掙脫出來必須克服這種阻礙做功。使電子脫離某種金屬所做功的最小值,叫做這種金屬的出功。已知電子電荷量的大小為e真空中的光速為c,里德伯常量為R。試求

a賴曼系中波長最長的光對應的頻率

b普朗克常量h和該金屬的逸出功

(2)光子除了有能量還有動量動量的表達式為 (h為普朗克常量)

a請你推導光子動量的表達式

b.處于n=2激發態的某氫原子以速度運動當它向的基態躍遷時沿與相反的方向輻射一個光子。輻射光子前后可認為氫原子的質量為M不變。求輻射光子后氫原子的速度 (hRM表示)

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【題目】如圖所示,坐標平面第1象限內存在大小為、方向水平向左的勻強電場,在第II象限內存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。質荷比的帶正電的粒子,以初速度x軸上的A點垂直x軸射入電場,OA=015 m,不計粒子的重力。

1)求粒子經過y軸時的位置到原點O的距離:

2)若要使粒子不能進入第三象限,求磁感應強度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進入電場后的運動情況)。

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【題目】如圖所示,勻強電場中三點ABC是一個三角形的三個頂點,,已知電場線平行于所在的平面,一個電荷量 C的點電荷由A移到B的過程中,電勢能增加了 J,由B移到C的過程中電場力做功 J,為方便計算,設B點電勢為0,下列說法正確的是

A. BC兩點的電勢差 V

B. A點的電勢低于B點的電勢

C. 負電荷由C點移到A點的過程中,電勢能減少

D. 該電場的場強為1

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【題目】地球表面附近存在一個豎直向下的電場,其大小約為100V/m。在該電場的作用下,大氣中正離子向下運動,負離子向上運動,從而形成較為穩定的電流,這叫做晴天地空電流。地表附近某處地空電流雖然微弱,但全球地空電流的總電流強度很大,約為1800A。以下分析問題時假設地空電流在全球各處均勻分布。

1)請問地表附近從高處到低處電勢升高還是降低?

2)如果認為此電場是由地球表面均勻分布的負電荷產生的,且已知電荷均勻分布的帶電球面在球面外某處產生的場強相當于電荷全部集中在球心所產生的場強;地表附近電場的大小用E表示,地球半徑用R表示,靜電力常量用k表示,請寫出地表所帶電荷量的大小Q的表達式;

3)取地球表面積S=5.1×1014m2,試計算地表附近空氣的電阻率ρ0的大小;

4)我們知道電流的周圍會有磁場,那么全球均勻分布的地空電流是否會在地球表面形成磁場?如果會,說明方向;如果不會,說明理由。

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【題目】如圖所示,在DIS研究通電螺線管的磁感應強度的實驗中,MN是通電螺線管軸線上的兩點,且這兩點到螺線管中心的距離相等.用磁傳感器測量軸線上MN之間各點的磁感應強度B的大小,并將磁傳感器頂端與M點的距離記作x

1采用的電源是穩壓直流電源,用_____________傳感器測量磁場

2如果實驗操作正確,得到的B-x圖象應為圖中的_________

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【題目】已知線圈匝數n100,電阻r,面積S1.5×103m2,外接電阻R3Ω.線圈處在平行于線圈軸線的勻強磁場中,磁場的磁感應強度隨時間變化如圖乙所示.求:

(1) t0.01s時線圈中的感應電動勢E

(2) 00.02s內通過電阻R的電荷量q

(3) 00.03s內電阻R上產生的熱量Q.

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【題目】如圖所示,直線A為某電源的UI圖線,曲線B為某小燈泡D1UI圖線的一部分,用該電源和小燈泡D1組成閉合電路時,燈泡D1恰好能正常發光,則下列說法中正確的是(

A. 此電源的內阻為Ω

B. 燈泡D1的額定電壓為3V,額定功率為6W

C. 把燈泡D1換成“3V20W”的燈泡D2,電源的輸出功率將變大

D. 由于小燈泡D1UI圖線是一條曲線,所以燈泡發光過程,歐姆定律不適用

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【題目】據新華社報道,由我國自行設計、研制的世界第一套全超導核聚變實驗裝置(又稱人造太陽)已完成了首次工程調試。下列關于人造太陽的說法正確的是

A. 人造太陽的核反應方程式可能為:

B. 人造太陽的核反應方程式可能為

C. 人造太陽釋放的能量大小的計算公式是:

D. 根據公式可知,核燃料的質量相同時,聚變反應釋放的能量與裂變反應釋放的能量相同

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