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將導線內自由電荷定向移動速率與電場傳播速率等同. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

對于同一物理問題，常�？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質。

（1）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，電子電荷量為e。該導線通有電流時，假設自由電子定向移動的速率均為v。

（a）求導線中的電流I；

（b）將該導線放在勻強磁場中，電流方向垂直于磁感應強度B，導線所受安培力大小為F安，導線內自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F，推導F安=F。

（2）正方體密閉容器中有大量運動粒子，每個粒子質量為m，單位體積內粒子數(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會均等；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。利用所學力學知識，導出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關系。

（注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明）

 

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對于同一物理問題，常�？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質。
（1）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，電子電荷量為e。該導線通有電流時，假設自由電子定向移動的速率均為v。
（a）求導線中的電流I；
（b）將該導線放在勻強磁場中，電流方向垂直于磁感應強度B，導線所受安培力大小為F安，導線內自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F，推導F安=F。
（2）正方體密閉容器中有大量運動粒子，每個粒子質量為m，單位體積內粒子數(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會均等；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。利用所學力學知識，導出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關系。
（注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明）

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對于同一物理問題，常�？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質。
（1）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，電子電荷量為e。該導線通有電流時，假設自由電子定向移動的速率均為v。
（a）求導線中的電流I；
（b）將該導線放在勻強磁場中，電流方向垂直于磁感應強度B，導線所受安培力大小為F安，導線內自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F，推導F安=F。
（2）正方體密閉容器中有大量運動粒子，每個粒子質量為m，單位體積內粒子數(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會均等；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。利用所學力學知識，導出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關系。
（注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明）

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一金屬或半導體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應．如圖某薄片中通以向右的電流I，薄片中的自由電荷電子受洛倫茲力的作用向一側偏轉和積累，于是c、f間建立起電場EH，同時產生霍爾電勢差UH．當電荷所受的電場力和洛倫茲力處處相等時，EH和UH達到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關系式，其中比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質有關．
（1）設半導體薄片的寬度（c、f間距）為l，請寫出UH和EH的關系式；并判斷圖1中c、f哪端的電勢高；
（2）已知半導體薄片內單位體積中導電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請導出霍爾系數(shù)RH的表達式（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導電電子定向移動的平均速率）；
（3）圖2是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的半徑為R，周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近，如圖所示．當圓盤勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈動信號圖象如圖3所示．若在時間t內，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請導出圓盤邊緣線速度的表達式．

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一金屬或半導體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應．如圖某薄片中通以向右的電流I，薄片中的自由電荷電子受洛倫茲力的作用向一側偏轉和積累，于是c、f間建立起電場EH，同時產生霍爾電勢差UH．當電荷所受的電場力和洛倫茲力處處相等時，EH和UH達到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關系式UH=RH
IBd
，其中比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質有關．
（1）設半導體薄片的寬度（c、f間距）為l，請寫出UH和EH的關系式；并判斷圖1中c、f哪端的電勢高；
（2）已知半導體薄片內單位體積中導電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請導出霍爾系數(shù)RH的表達式（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導電電子定向移動的平均速率）；
（3）圖2是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的半徑為R，周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近，如圖所示．當圓盤勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈動信號圖象如圖3所示．若在時間t內，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請導出圓盤邊緣線速度的表達式．

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