如圖10-20所示，一塊銅塊左右兩面接入電路中。有電流I自左向右流過(guò)銅塊，當(dāng)一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直前表面穿入銅塊，從后表面垂直穿出時(shí)，在銅塊上、下兩面之間產(chǎn)生電勢(shì)差，若銅塊前、后兩面間距為d，上、下兩面間距為l。銅塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，電子電量為e，求銅板上、下兩面之間的電勢(shì)差U為多少？


解析:

銅塊的電流的方向向右，銅塊內(nèi)的自由電子的定向移動(dòng)的方向向左。用左手定則判斷：四指指向電子運(yùn)動(dòng)的反方向，磁感線穿過(guò)手心，大拇指所指的方向?yàn)樽杂呻娮拥氖芰Ψ较�。圖10-21為自由電子受力的示意圖。

隨著自由電子在上極板的聚集，在上、下極板之間形成一個(gè)“下正上負(fù)”的電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)對(duì)自由電子產(chǎn)生作用力，作用力方向與自由電子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛侖茲力方向相反。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度增加到使電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡時(shí)，自由電子不再向上表面移動(dòng)。在銅塊的上、下表面形成一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差U。研究電流中的某一個(gè)自由電子，其帶電量為e，根據(jù)牛頓第二定律有

由電流的微觀表達(dá)式I=neSv=nedlv。

【評(píng)析】

本題的特點(diǎn)是物理模型隱蔽。按照一部分同學(xué)的理解，這就是一道安培力的題目，以為伸手就可以判斷安培力的方向。仔細(xì)分析電荷在上、下兩個(gè)表面的聚集的原因，才發(fā)現(xiàn)是定向移動(dòng)的電荷受到洛侖茲力的結(jié)果。因此，深入分析題目中所敘述的物理過(guò)程，挖出隱含條件，方能有正確的思路。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖4-20所示，一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力.自行車車輪的半徑R1=35 cm，小齒輪的半徑R2=4.0 cm，大齒輪的半徑R3=10.0 cm.則大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比為_(kāi)____________.（假定摩擦小輪與自行車車輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)）

圖4-20

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖7-20所示，質(zhì)量為M=4.0 kg的滑板靜止在光滑水平面上,滑板的右端固定一輕彈簧,在滑板的最左端放一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體A,彈簧的自由端C與A相距L=0.5 m,彈簧下面的那段滑板是光滑的,C左側(cè)的那段滑板不光滑,物體A與這段滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,A的質(zhì)量m=1.0 kg,滑板受到向左水平恒力F作用1 s后撤去,撤去水平拉力F時(shí)A剛好滑到C處,g取10 m/s2.求:

圖7-20

(1)作用力F的大小;

(2)A壓縮彈簧的過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某物理課外小組想探究“帶風(fēng)帆的玩具小車所受阻力與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系”，他們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究：

  

（1）猜想：①f阻與車的速度v無(wú)關(guān)；②；③

（2）探究步驟

①將帶有風(fēng)帆的玩具小車、已連接好電源的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶按如圖10甲所示安裝在光滑傾斜的長(zhǎng)木板上；

②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源（電源頻率f=50Hz），使玩具小車從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，足夠長(zhǎng)的時(shí)間后關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；

③改變長(zhǎng)木板的傾角，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

木板傾角θ

sinθ

小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v（m/s）

小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的平方v2（m/s）2

1

4°

0.07

0.60

0.36

2

10°

0.18

×

3

24°

0.41

3.51

12.32

4

36°

0.59

5.06

25.60

5

48°

0.74

6.34

40.20

6

60°

0.87

×

請(qǐng)你根據(jù)該小組的探究完成下列的問(wèn)題：

   （Ⅰ）圖10乙是傾角θ=10°的一條打點(diǎn)紙帶，通過(guò)計(jì)算完成表中對(duì)應(yīng)的空白項(xiàng)；

   （Ⅱ）通過(guò)觀察表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試將θ=60°時(shí)小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度填在表中對(duì)應(yīng)的空白處．

   （Ⅲ）結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的觀察分析，玩具小車所受的阻力與運(yùn)動(dòng)         速度的定性關(guān)系是                                ．也可以進(jìn)一步通過(guò)圖象法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到運(yùn)動(dòng)小車所受到阻力與運(yùn)動(dòng)速度的定量關(guān)系．

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)第十章第3單元物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家電產(chǎn)品中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化的特性工作的．如圖10甲所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9.0 V，內(nèi)電阻可忽略不計(jì)；G為靈敏電流表，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖10乙所示的R－t圖線表示，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，電流表示數(shù)I1＝2 mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝3.6 mA時(shí)，熱敏電阻R的溫度是多少？

 

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