高考物理微元法解決物理試題解題技巧及練習(xí)題-資料下載頁
2025-04-05 04:26本頁面
【正文】 從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)．（1）一段橫截面積為S、長為L的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e．該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v,求導(dǎo)線中的電流I（請建立模型進(jìn)行推導(dǎo)）；（2）正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量．為簡化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變．利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關(guān)系(提示：建議，建立模型，思考?jí)簭?qiáng)的產(chǎn)生原理)．【答案】（1）nvSe；（2） 【解析】試題分析：取一時(shí)間段t，求得相應(yīng)移動(dòng)長度l=vt，體積為為Svt．總電量為nesvt，再除以時(shí)間，求得表達(dá)式；粒子與器壁有均等的碰撞機(jī)會(huì)，即相等時(shí)間內(nèi)與某一截面碰撞的粒子為該段時(shí)間內(nèi)粒子數(shù)的，據(jù)此根據(jù)動(dòng)量定理求與某一個(gè)截面碰撞時(shí)的作用力f．（1）導(dǎo)體中電流大小t時(shí)間內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的長度為vt，則其體積為，通過導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為該時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體該截面的電量：由①②式得；（2）考慮單位面積，t時(shí)間內(nèi)能達(dá)到容器壁的粒子所占據(jù)的體積為，其中粒子有均等的概率與容器各面相碰，即可能達(dá)到目標(biāo)區(qū)域的粒子數(shù)為，設(shè)碰前速度方向垂直柱體地面且碰撞是彈性的，則分子碰撞器壁前后，總動(dòng)量的變化量為由動(dòng)量定理可得：14．如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌置于水平面（紙面）內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，左端連有一阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬桿置于導(dǎo)軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。給金屬桿一個(gè)瞬時(shí)沖量使它水平向右運(yùn)動(dòng)，它從左邊界進(jìn)入磁場區(qū)域的速度為v0，經(jīng)過時(shí)間t，到達(dá)磁場區(qū)域右邊界（圖中虛線位置）時(shí)速度為。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。除左端所連電阻和金屬桿電阻外，其他電阻忽略不計(jì)。求：(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)的加速度大小；(2)金屬桿在滑過磁場區(qū)域的過程中金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮?1) ；(2)【解析】【分析】【詳解】(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)，有金屬桿受到的摩擦力由牛頓第二定律聯(lián)立以上各式解得(2)當(dāng)金屬桿速度為時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流金屬桿受到的安培力由動(dòng)量定理得，在短暫的時(shí)間內(nèi)有即對(duì)上式從金屬桿進(jìn)入磁場到離開磁場，求和得式中為磁場區(qū)域左、右邊界的距離，解得設(shè)此過程中金屬桿克服安培力做功為，由動(dòng)能定理聯(lián)立以上各式，解得此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為則金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱為15．如圖所示，一個(gè)滑塊質(zhì)量為2kg，從斜面上A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過BC平面又沖上另一斜面到達(dá)最高點(diǎn)D．已知AB=100cm，CD=60cm，∠α=30176。，∠β=37176。，（g取10m/s2）試求： （1）滑塊在A和D點(diǎn)所具有的重力勢能是多少？（以BC面為零勢面）（2）若AB、CD均光滑，而只有BC面粗糙，BC=28cm且BC面上各處粗糙程度相同，則滑塊最終停在BC面上什么位置？ 【答案】(1) (2)【解析】 功能關(guān)系得：A到D: ① 設(shè)滑塊在BC上的 路程為: , A到最后停止,由動(dòng)能定理得: ② 解出， 故距C點(diǎn)的距離為：.
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