（1）該導(dǎo)線通有電流時，假設(shè)自由電子定向移動的速率恒為v。

① 求導(dǎo)線中的電流I；

②為了更精細(xì)地描述電流的分布情況，引入了電流面密度j，電流面密度被定義為單位面積的電流強(qiáng)度，求電流面密度j的表達(dá)式；

③經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，該碰撞過程將對電子的定向移動形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個沿導(dǎo)線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動的速率成正比，比例系數(shù)為k。請根據(jù)以上描述構(gòu)建物理模型，求出金屬導(dǎo)體的電阻率ρ的微觀表達(dá)式。

（2*）將上述導(dǎo)線彎成一個閉合圓線圈，若該不帶電的圓線圈繞通過圓心且垂直于線圈平面的軸勻速率轉(zhuǎn)動，線圈中不會有電流通過，若線圈轉(zhuǎn)動的線速度大小發(fā)生變化，線圈中會有電流通過，這個現(xiàn)象首先由斯泰瓦和托爾曼在1917年發(fā)現(xiàn)，被稱為斯泰瓦—托爾曼效應(yīng)。這一現(xiàn)象可解釋為：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動的線速度大小均勻變化時，由于慣性，自由電子與線圈中的金屬離子間產(chǎn)生定向的相對運動，從而形成電流。若此線圈在勻速轉(zhuǎn)動的過程中突然停止轉(zhuǎn)動，由于電子在導(dǎo)線中運動會受到沿導(dǎo)線的平均阻力，所以只會形成短暫的電流。已知電子受到的沿導(dǎo)線的平均阻力滿足（1）問中的規(guī)律，求此線圈以由角速度ω勻速轉(zhuǎn)動突然停止轉(zhuǎn)動（減速時間可忽略不計）之后，通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量Q。

A.放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多

B.放在B位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時稍少些

C.放在C、D位置時，屏上觀察不到閃光

D.放在D位置時，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少

【題目】關(guān)于盧瑟福的粒子散射實驗，下列敘述中與得到的實驗結(jié)果相符的是（ ）

A.所有粒子穿過金箔后偏轉(zhuǎn)角度都很小

B.大多數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)

C.向各個方向運動的粒子數(shù)目基本相等

D.極少數(shù)粒子產(chǎn)生超過90°的大角度偏轉(zhuǎn)

【題目】在傾角為的光滑斜面上，置一通有電流為I、長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示，試求：

⑴欲使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向

⑵欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，應(yīng)加勻強(qiáng)磁場B的最小值和方向

根據(jù)粒子打在底片上的位置，便可以對它的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）的情況進(jìn)行分析。在下面的討論中，帶電粒子進(jìn)入加速電場的初速度、粒子所受的重力及它們之間的相互作用力均可忽略不計。

（1）若某帶電粒子打在照片底片上的A點，測得A與P之間的距離為x，求該粒子的比荷q/m；

（2）若有兩種質(zhì)量不同的正一價離子，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，它們經(jīng)加速電場和勻強(qiáng)磁場后，分別打在照相底片上的A1和A2兩點。已知電子的電荷量為e，求A1、A2間的距離△x。

（3）若有兩種質(zhì)量不同的正一價離子，質(zhì)量分別為m1和m2，它們經(jīng)加速電場和勻強(qiáng)磁場后，分別打在照相底片上的A1和A2兩點，測得P到A2的距離與A1到A2的距離相等，求這兩種離子的質(zhì)量之比m1/m2；

（4）若用這個質(zhì)譜儀分別觀測氫的兩種同位素離子（1H和2H），它們分別打在照相底片上相距為d1的兩點；若用這個質(zhì)譜儀分別觀測碳的兩種同位素離子（12C和14C），它們分別打在照相底片上相距為d2的兩點。請通過計算說明，d1與d2的大小關(guān)系；

（5）若用這個質(zhì)譜儀分別觀測氫的兩種同位素離子，它們分別打在照相底片上相距為d的兩點。為了便于觀測，希望d的數(shù)值大一些為宜，試分析說明為使d增大一些可采取哪些措施；

（6）若氫的兩種同位素離子的電荷量均為e，質(zhì)量分別為m1和m2，且已知m1>m2，它們同時進(jìn)入加速電場。試分析說明這兩種粒子哪一種先到達(dá)照相底片，并求出它們到達(dá)照相底片上的時間差Δt。

【題目】有兩條長直的導(dǎo)線垂直水平紙面放置，交紙面于a、b兩點，通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示．a、b的連線水平，c是的中點，d點與c點關(guān)于b點對稱．已知c點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，d點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，則分析可得a處導(dǎo)線在d點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為_______、方向為_________（選填“向上”“向下”或“向右”）．

【題目】太陽與地球的距離為，太陽光以平行光束入射到地面.地球表面的面積被水面所覆蓋，太陽在一年中輻射到地球表面水面部分的總能量約為.設(shè)水面對太陽的平均反射率為7%，而且將吸收到的35%能量重新輻射出去.太陽輻射可將水面的水蒸發(fā)（設(shè)在常溫常壓下蒸發(fā)1kg水需要的能量），而后凝結(jié)成雨滴降落到地面.

（1）估算整個地球表面的年平均降雨量（以mm表示，球面積為）.

（2）太陽輻射到地球的能量中只有50%到達(dá)地面，所以一年中太陽輻射到地球表面水面部分的總能量不能全部到達(dá)地面，這是為什么？請說明兩個理由.

（1）電子所受重力可忽略不計，求：

①電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)距離（側(cè)移距離）y；

②電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角的正切tanθ；

③電子打在熒光屏上時的動能Ek，并說明此動能與加速電場對電子做功的大小關(guān)系；

④若偏轉(zhuǎn)電場的電壓為U，電子打在熒光屏上的位置與O點的豎直距離Y，其中單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)量Y/U稱為示波管的靈敏度。在示波器結(jié)構(gòu)確定的情況下，為了提高示波管的靈敏度，請分析說明可采取哪些措施。

（2）在解決一些實際問題時，為了簡化問題，常忽略一些影響相對較小的量，這對最終的計算結(jié)果并沒有太大的影響，因此這種處理是合理的。在本題所述的物理情景中，若已知U0＝125V，U＝80V，d0=2.0×10-2m，d=1.0×10-2m，L1=1.0×10-2m，L2=0.10m，m＝9.0×10-31kg，e＝1.6×10-19C，重力加速度g=10m/s2。請利用這些數(shù)據(jù)分析說明下列過程中忽略電子所受重力是合理的。

①對于電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動；

②對于電子在離開偏轉(zhuǎn)電場后的運動。

【題目】如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強(qiáng)磁場，發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd在磁場中，圖中abcd分別為矩形線圈的四個頂點，其中的c點被磁鐵遮擋而未畫出。線圈可繞過bc邊和ad邊中點且垂直于磁場方向的水平軸OO′勻速轉(zhuǎn)動。為了便于觀察，圖中發(fā)電機(jī)的線圈只畫出了其中的1匝，用以說明線圈兩端的連接情況。線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上；用導(dǎo)體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動過程中可以通過滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路的定值電阻R連接。已知矩形線圈ab邊和cd邊的長度L1＝50cm，bc邊和ad邊的長度L2＝20cm，匝數(shù)n＝100匝，線圈的總電阻r＝5.0Ω，線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝282rad/s，外電路的定值電阻R＝45Ω，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.05T。電流表和電壓表均為理想電表，滑環(huán)與電刷之間的摩擦及空氣阻力均可忽略不計，計算中取π＝3.14，＝1.41。

（1）求電阻R兩端電壓的最大值Um；

（2）求電壓表的示數(shù)U；

（3）線圈轉(zhuǎn)動1圈的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；

（4）線圈轉(zhuǎn)動1圈的過程中線圈上所產(chǎn)生的焦耳熱Qr（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；

（5）討論（3）、（4）中的結(jié)果與維持該線圈勻速轉(zhuǎn)動1圈，外力所做的功W的關(guān)系（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；

（6）從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，寫出線圈內(nèi)的電流隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式；

（7）從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，寫出ab邊所受安培力大小隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式；

（8）從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，求線圈運動的1/4周期內(nèi)，電流的平均值I平（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；

（9）從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，求線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量q（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。