答案 7.4×10-5 m/s
拓展探究将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,
图1
已知截面积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
答案 A
解析 这个题目中有很多干扰项,例如两个截面的面积不相等,导线的组成材料不同等等.但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等,根据I=可知电流强度相等.
在理解电流的微观表达式时,一定要注意以下几个方面:①表达式中几个物理量的物理意义.②只有电子才能在金属导线中移动,而在电解液导电中则正负离子都可以移动.③电子移动的速率并不是通电的速率.
题型二 电流问题的拓展
如图2所示,由电源、定值电阻R0和滑动变阻器R构成一闭合电路,一粒子加速枪并接在R0两端,在加速枪
图2
口O正上方r处的A点真空区域有一固定的点电荷,带电荷量为+Q.现有质量和带电荷量均不同的两种带负电的静止粒子,从加速枪的左端加速后从O点进入+Q场区域,粒子射入枪口时速度方向垂直于AO连线.
(1)试证明若加速电压U满足一定条件,两种粒子在+Q场区域都能做匀速圆周运动.(不计粒子的重力)
(2)当滑动变阻器滑动头在某位置时,射出的带电粒子恰好做匀速圆周运动,若将P向左移动一小段距离后,该种粒子从加速枪中射出后的运动轨迹变成什么形状?它的周期比圆周运动时长还是短?(只写明最后结论)
思维步步高电子的射出加速枪之后的速度是多少?离开加速枪之后电子受力情况和运动情况如何?做圆周运动需要什么条件?
解析 (1)设带电粒子电荷量为q,质量为m,射出速度为v.
由动能定理:qU=mv2
在库仑力作用下做匀速圆周运动,由向心力公式:
k=m
解得U=
由U满足条件看出:U与带电粒子q、m无关.
(2)椭圆,变短(类比行星运动可知)
答案 见解析
拓展探究计数器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达阳极,则计数器中的电流为( )