按照经典的电子理论,电子在金属中运动的情形是这样的:在外加电场的作用下,自由电子发生定向运动,便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞,将动能交给金属离子,而自己的动能降为零,然后在电场的作用下重新开始加速运动(可看作匀加速运动),经加速运动一段距离后,再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程,用表示。电子运动的平均速度用表示,导体单位体积内自由电子的数量为n,电子的质量为,电子的电荷量为,电流的表达式I=nes。请证明金属导体的电阻率=。
如图所示,水平放置的平行导轨M、N间接一阻值为R=0.128Ω的电阻,轨道宽L=0.8m,轨道上搭一金属棒ab,其质量m=0.4kg,ab与轨道间的动摩擦因数为m=0.5,除R外其余电阻不计,垂直于轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B=2T,ab在一电动机牵引下由静止开始运动,经过2s,ab运动了1.2m并达到最大速度,此时电动机的牵引力为18N。此过程中电动机平均输出功率为8W,求该过程中电阻R上产生的焦耳热(g=10m/s2)(保留三位有效数字)
将一个小球从某高处以2m/s的初速度水平抛出,到落地时运动的水平距离为1.6m(不计空气阻力,g=10m/s2).求: ⑴小球在空中运动的时间;⑵小球抛出点的高度
某学生实验小组为了搞清楚功、能、动量之间的关系,设计了如下实验: ㈠主要实验器材:一块正方形的软木块,其边长D=16cm,质量M=40g;一支出射速度能够连续可调的气枪,其子弹的质量m=10g;…… ㈡主要实验过程:首先,他们把正方形的软木块固定在桌面上,当子弹以20m/s的水平速度从正面射入该木块后,实验小组测得了子弹能够进入木块中5cm的深度。然后,他们把该木块放在光滑的水平面上(例如气垫导轨上),子弹再次从正面射入该木块,……。在后者情况下,请你利用力学知识,帮助他们分析和预测以下几个问题:⑴若子弹仍以20m/s的水平速度射入木块,子弹最多能进入木块中的深度有多大?⑵若子弹仍以20m/s的水平速度射入木块,在子弹射入木块的过程中,系统损失的机械能和产生的热量各是多少?⑶为了使子弹能够穿透该木块,那么子弹的入射速度大小不能低于多少?
如图所示,在光滑水平地面上静放着质量为m=2Kg的小滑块和质量为M=4Kg、长L=8m的薄板。滑块和薄板间动摩擦因数为μ=0.2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若向薄板施加水平拉力F=20N,作用2s后撤去,取g=10m/s2。求: (1)拉力F所做的功。 (2)薄板在水平地面上运动的最终速度。
如图1所示,a、b和c为质量相等的三个弹性小球(可视为质点),a、b分别悬挂在l1=1m、l2=0.25m的轻质细线上,它们刚好与光滑水平面接触而不互相挤压,a、b相距10cm。若c从a和b的连线中点处以v0=5cm/s的速度向右运动,则c将与a和b反复碰撞而往复运动。已知碰撞前后小球c均沿同一直线运动,碰撞时间极短,且碰撞过程中没有机械能损失,碰撞后a和b的摆动均可视为简谐运动。以c球开始运动作为时间零点,以向右为正方向,试简述小球c的运动情况并在图2中画出在10s内c球运动的位移一时间图象,图象以c球的初位置为坐标原点。