（1）該導線通有電流時，假設自由電子定向移動的速率恒為v。

① 求導線中的電流I；

②為了更精細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度，求電流面密度j的表達式；

③經典物理學認為，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)以上描述構建物理模型，求出金屬導體的電阻率ρ的微觀表達式。

（2*）將上述導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動，線圈中不會有電流通過，若線圈轉動的線速度大小發(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。這一現(xiàn)象可解釋為：當線圈轉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生定向的相對運動，從而形成電流。若此線圈在勻速轉動的過程中突然停止轉動，由于電子在導線中運動會受到沿導線的平均阻力，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勻速轉動突然停止轉動（減速時間可忽略不計）之后，通過線圈導線橫截面的電荷量Q。

A.放在A位置時，相同時間內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】關于盧瑟福的粒子散射實驗，下列敘述中與得到的實驗結果相符的是（ ）

A.所有粒子穿過金箔后偏轉角度都很小

B.大多數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉

C.向各個方向運動的粒子數(shù)目基本相等

D.極少數(shù)粒子產生超過90°的大角度偏轉

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

⑴欲使棒靜止在斜面上，外加勻強磁場的磁感應強度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，應加勻強磁場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（電荷量與質量之比）的情況進行分析。在下面的討論中，帶電粒子進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）若有兩種質量不同的正一價離子，它們的質量分別為m1和m2，它們經加速電場和勻強磁場后，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）若有兩種質量不同的正一價離子，質量分別為m1和m2，它們經加速電場和勻強磁場后，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，求這兩種離子的質量之比m1/m2；

（4）若用這個質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的大小關系；

（5）若用這個質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，質量分別為m1和m2，且已知m1>m2，它們同時進入加速電場。試分析說明這兩種粒子哪一種先到達照相底片，并求出它們到達照相底片上的時間差Δt。

【題目】有兩條長直的導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點關于b點對稱．已知c點的磁感應強度為，d點的磁感應強度為，則分析可得a處導線在d點的磁感應強度的大小為_______、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)（設在常溫常壓下蒸發(fā)1kg水需要的能量），而后凝結成雨滴降落到地面.

（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電子飛出偏轉電場時的偏轉距離（側移距離）y；

②電子飛出偏轉電場時偏轉角的正切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系；

④若偏轉電場的電壓為U，電子打在熒光屏上的位置與O點的豎直距離Y，其中單位偏轉電壓引起的偏轉量Y/U稱為示波管的靈敏度。在示波器結構確定的情況下，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對于電子在偏轉電場中的運動；

②對于電子在離開偏轉電場后的運動。

【題目】如圖所示為一交流發(fā)電機的原理示意圖，裝置中兩磁極之間產生的磁場可近似為勻強磁場，發(fā)電機的矩形線圈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′勻速轉動。為了便于觀察，圖中發(fā)電機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；用導體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉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，線圈轉動的角速度ω＝282rad/s，外電路的定值電阻R＝45Ω，勻強磁場的磁感應強度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）線圈轉動1圈的過程中電阻R上產生的焦耳熱QR（結果保留3位有效數(shù)字）；

（4）線圈轉動1圈的過程中線圈上所產生的焦耳熱Qr（結果保留3位有效數(shù)字）；

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

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

（7）從線圈經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)關系式；

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

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