经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场...

经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同．由于恒定电场的作用，导体内自由电子定向移动的速率增加，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化．金属电阻反映的是定向运动的自由电子与不动的粒子的碰撞．假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计．

某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，带电量为e．现取由该种金属制成的长为L，横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压U，自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0．如图所示．

（1）求金属导体中自由电子定向运动受到的电场力大小；

（2）求金属导体中的电流I；

（3）电阻的定义式为，电阻定律是由实验得出的．事实上，不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系，请从电阻的定义式出发，推导金属导体的电阻定律，并分析影响电阻率ρ的因素．

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对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（　　 ）

A. 有可以自由移动的电荷；　　 B. 导体两端有电压；

C. 导体两端有方向不变的电压；　　 D. 导体两端有方向不变，且大小恒定的电压。

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导体中的电流是这样产生的：当在一根长度为l、横截面积为S，单位体积内自由电荷数为n的均匀导体两端加上电压U，导体中出现一个匀强电场产生，导体内的自由电子（-e）受匀强电场力作用而加速，同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍，这样边反复碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，即可以表示成kv（k是常数）．当电子所受电场力和阻力大小相等时，导体中形成了恒定电流，则该导体的电阻是（　　　 ）

A. B. C. D.

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下列说法正确的是___________

A.波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移

B.当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小

C.光的偏振现象说明光是纵波

D.根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场

E.狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空中的光速都是相同的。

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导体中的电流是这样产生的：当在一根长度为L、横断面积为S，单位体积内自由电荷数为n的均匀导体两端加上电压U，导体中出现一个匀强电场，导体内的自由电子（-e）受匀强电场的电场力作用而加速，同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍，这样边反复碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，即可以表示为kv（k是常数），当电子所受电场力与阻力大小相等时，导体中形成了恒定电流，则该导体的电阻是（　　）

A. 　　 B. 　　 C. 　　 D.

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导线中自由电子的定向移动形成电流，电流可以从宏观和微观两个角度来认识。

（1）一段通电直导线的横截面积为S，它的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数位NA。导线中每个带电粒子定向运动的速率为υ，粒子的电荷量为e，假设每个电子只提供一个自由电子。

①推导该导线中电流的表达式；

②如图所示，电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。

（2）经典物理学认为金属导体中恒定电场形成稳恒电流。金属导体中的自由电子在电场力的作用下，定向运动形成电流。自由电子在定向运动的过程中，不断地与金属离子发生碰撞。碰撞后自由电子定向运动的速度变为零，将能量转移给金属离子，使得金属离子的热运动更加剧烈，这就是焦耳热产生原因。

某金属直导线电阻为R，通过的电流为I。请从宏观和微观相结合的角度，证明：在时间t内导线中产生的焦耳热为Q=I2Rt（可设电子与离子两次碰撞的时间间隔t0,碰撞时间忽略不计，其余需要的物理量可自设）。

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在长度为l、横截面积为S、单位体积内的自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子受电场力作用先做加速运动，然后与阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v（不随时间变化）的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即（是常数），则该导体的电阻应该等于（　　 ）

A. 　　 B. 　　 C. 　 D.

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对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是　　　　　　　　　　　 （　　 ）

A. 导体内部的电场强度为零　　 B. 导体是个等势体

C. 导体两端有恒定的电压存在　　 D. 通过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等

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麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，称为感生电场或涡旋电场。

在如图甲所示的半径为r的圆形导体环内，存在以圆环为边界竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt （k＞0且为常量）。该变化的磁场会在空间产生圆形 的涡旋电场，如图乙所示，涡旋电场的电场线与导体环具有相同圆心的同心圆，同一电场线 上各点场强大小相同，方向沿切线。导体环中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势，涡旋电场力充当非静电力，其大小与涡旋电场的场强E关系满足F=Eq。

(1)根据法拉第电磁感应定律，推导导体环中产生的感 应电动势；

(2)在乙图中以圆心O为坐标原点，向右建立一维x 坐标轴，推导在x轴上各处电场强度的大小E与x之间的 函数表达式，在图中定性画出E-x图像；

(3)图丙为乙的俯视图，去掉导体环，在磁场圆形边 界上有M、N两点之间所夹的小圆弧恰为整个圆周 的1/6；将一个带电量为+q的带电小球沿着圆弧分别顺时针、逆时针从M移动到N，求涡旋电场力分别所做的功。在此基础上，对比涡旋 电场和静电场，说明涡旋电场中为什么不存在电势的概念。

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如图是密立根测电子电荷量实验的示意图,把两块水平放置、间距为d的金属板分别与恒定电压为U的电源相接,用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场,油滴由于摩擦而带负电,其质量、电荷量各不相同,用显微镜来观察,找到其中悬浮不动的或做匀速直线运动的油滴作为研究对象,已知其质量为m,重力加速度为g.下列说法正确的是

A. M板电势高于N板

B. 油滴可带任意大小电荷量

C. 据mg=Uq/d,计算出的q等于电子电荷量

D. 若已知某油滴做竖直向下的匀速直线运动,它的电势能会变大

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