(2)由\s\up6(-(-)=得t=\o(v,\s\up6(-(v,\s\up6(-)=s≈1.36×1010s.
【答案】 (1)7.35×10-13m/s (2)1.36×1010s
能力提升
1.(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有( )
A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍
B.若电荷量不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍
C.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变大
D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小
【解析】 截取圆环的任一截面S,则在橡胶环运动一周的时间内通过这个截面的电荷量为Q,即I====,由上式可知,A、B正确.
【答案】 AB
2.如图所示,将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面面积S铝=2S铜,在铜导线上取一截面A,在铝导线上取一截面B,若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两截面的电流的大小关系是( )
A.IA=IB B.IA=2IB
C.IB=2IA D.不能确定
【解析】 根据公式I=可得,I的大小与横截面积的大小无关,主要应取决于单位时间内通过导体横截面电荷量的多少.
【答案】 A
3.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束.已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )
A. B.
C. D.
【解析】 设电子经加速电场加速后的速度为v,电子束中单位长度内自由电子数为n,则eU=mv2,I=nev ,长为Δl的电子束中的电子数N=nΔl,联立以上三式解得N= .
【答案】 B
4.夏季某日午后,某地区距地面约1 km的空中有两块乌云,相距3 km,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变.已知空气的电场击穿场强为3×106V/m.请对以下问题进行估算.
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?
(2)当电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电量为500 C,可释放多少能量?
(3)这次放电现象历时约0.01 s,则其平均电流约为多大?
【解析】 (1)由E=得d==m=1 000 m.