《高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 核心素养提升练（八）（含解析）鲁科版-鲁科版高三全册物理试题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 核心素养提升练（八）（含解析）鲁科版-鲁科版高三全册物理试题.doc（2页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、核心素养提升(八) 物理方法 利用“柱体微元”模型求解电流的微观表达式问题粗细均匀的一段导体长为l,横截面积为S,导体单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,当导体两端加上一定的电压时,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,则(1)导体内的总电荷量:Q=nlSq.(2)电荷通过导体截面的时间:t=.(3)电流的微观表达式:I=nqSv.示例(多选)截面积为S的金属导体中通有电流I.已知导体每单位体积中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间t内通过导体截面的自由电子数是(AC)A.nSvtB.nvtC.D.解析:因为q=It,则t内通过导
2、体截面的自由电子数为N=,选项C正确.又因为电流的微观表达式为I=nevS,所以自由电子数为N=nvSt,选项A正确.即学即练 来自质子源的质子(初速度可以为零),经一加速电压为800 kV的直线加速器加速,形成电流为1 mA的细柱形质子流.已知质子电荷量e=1.6010-19 C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少?假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为N1和N2,则N1N2等于多少?解析:质子流每秒打到靶上的质子数由I=可知=6.251015(个).建立如图所示的“柱体微元”模型,设质子经过距质子源L和4L处时的速度分别为v1,v2,在L和4L处作两个长为L(极短)的柱体微元.因L极短,故L和4L处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v1,v2.对于这两个柱体微元,设单位体积内质子数分别为n1和n2,由I=neSv可知,I1=n1eSv1,I2=n2eSv2,作为串联电路,各处的电流相等.所以I1=I2,故=.根据动能定理,分别有eEL=m,eE4L=m,可得=,所以有=,因此,两柱体微元中的质子数之比=.答案:6.251015个21