演绎式探究：课题：金属导电研究演绎推理内容：已知带电粒子在电场作用下能作定向运动，可以推知...

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演绎式探究：
课题：金属导电研究
演绎推理内容：已知带电粒子在电场作用下能作定向运动，可以推知金属内部自由电子在电场力作用下能作定向运动，所以金属能导电，且导体中的电流强度I=

．
问题：金属内部自由电子定向运动的平均速率怎样？
研究过程：建立如图模型：
①自由电子沿着截面积为S 的金属导体运动；
②自由电子定向运动的平均速率为 v．
已知每个电子所带电荷为e，单位体积内的电子数为n，
可以推导出金属内部自由电子平均速率 v 的数学表达式．推导过程如下：（请你填写每步结果）
①在△t时间内，通过导体某一截面（截面积为S）的电子数量为N=______；
②在△t时间内通过导体某一截面的电荷电量为△q=______；
③在△t时间内通过金属导体的电流强度为I=______；
④则金属内部自由电子定向运动的平均速率v=______．
经实际带入某金属的有关数据可知，金属内部自由电子的定向运动的平均速率是很小的，数量级达10^-5m/s．

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演绎式探究：
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演绎推理内容：已知带电粒子在电场作用下能作定向运动，可以推知金属内部自由电子在电场力作用下能作定向运动，所以金属能导电，且导体中的电流强度I=．
问题：金属内部自由电子定向运动的平均速率怎样？
研究过程：建立如图模型：
①自由电子沿着截面积为S 的金属导体运动；
②自由电子定向运动的平均速率为 v．
已知每个电子所带电荷为e，单位体积内的电子数为n，
可以推导出金属内部自由电子平均速率 v 的数学表达式．推导过程如下：（请你填写每步结果）
①在△t时间内，通过导体某一截面（截面积为S）的电子数量为N=______；
②在△t时间内通过导体某一截面的电荷电量为△q=______；
③在△t时间内通过金属导体的电流强度为I=______；
④则金属内部自由电子定向运动的平均速率v=______．
经实际带入某金属的有关数据可知，金属内部自由电子的定向运动的平均速率是很小的，数量级达10^-5m/s．

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演绎式探究：
课题：金属导电研究
演绎推理内容：已知带电粒子在电场作用下能作定向运动，可以推知金属内部自由电子在电场力作用下能作定向运动，所以金属能导电，且导体中的电流强度I=．
问题：金属内部自由电子定向运动的平均速率怎样？
研究过程：建立如图模型：
①自由电子沿着截面积为S 的金属导体运动；
②自由电子定向运动的平均速率为 v．
已知每个电子所带电荷为e，单位体积内的电子数为n，
可以推导出金属内部自由电子平均速率 v 的数学表达式．推导过程如下：（请你填写每步结果）
①在△t时间内，通过导体某一截面（截面积为S）的电子数量为N=______；
②在△t时间内通过导体某一截面的电荷电量为△q=______；
③在△t时间内通过金属导体的电流强度为I=______；
④则金属内部自由电子定向运动的平均速率v=______．
经实际带入某金属的有关数据可知，金属内部自由电子的定向运动的平均速率是很小的，数量级达10^-5m/s．

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归纳式探究——研究带电粒子在电场中的运动：
给两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压，两板之间就有了电场。带电粒子在电场中受到力的作用，速度的大小和方向都可能发生变化。
(1)甲图中两板间电压为U，若一个质量为m，电荷量为q的负粒子，在力的作用下由静止开始从负极板向正极板运动，忽略重力的影响，到达正极板时的速度v与质量m、电荷量q和电压U的关系数据如表一。则带电粒子到达正极板时速度的平方v2=k1　　　。
(2)在其他条件一定时，若第二次实验中的带电粒子以不同的速度沿着乙图中的两板中线方向入射到电场中，带电粒子就会发生偏转，离开电场时偏移距离y与入射初速度v的关系数据如表二。则偏移距离y＝k2　　　　。将数据的表格形式变成公式形式，运用了　　　　法。
(3)将甲、乙两装置组合，如图丙所示。甲装置两板间电压为2V，质量为4×10-30kg，带1.6×10-19C电荷量的负粒子，自甲装置负极板由静止开始运动，则其最终离开乙装置时偏移距离y＝　　　　　 m。

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演绎式探究﹣﹣﹣探究点电荷的电场强度
如果带电体间的距离比它们的大小大得多，这样的带电体可以看成是点电荷．
（1）实验发现，带电量分别为q1、q2的两个点电荷距离为r时，它们之间的作用力F=k，其中k为常量，当q1和r一定时，F与q2之间的关系图象可以用他图甲中的图线　来表示．
（2）磁体周围存在磁场，同样，电荷周围也存在磁场．电场对放入其中的电荷产生电场力的作用．点电荷q1和q2之间的作用力实际是q1（或q2）的电场对q2（或q1）的电场力．物理学中规定：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值，叫做该点的电场强度，用E表示，则E=　．
如图乙所示，在距离点电荷Q为r的A点放一个点电荷q，则点电荷q受到的电场力F= ，点电荷Q在A点产生的电场强度EA= ．
（3）如果两个点电荷同时存在，它们的电场会相互叠加，形成合电场．如图丙所示，两个互成角度的电场强度E1和E2，它们合成后的电场强度E用平行四边形的对角线表示．如图丁所示，两个点电荷Q分别放在A、B两点，它们在C点产生的合电场强度为E合．请推导证明：E合=．

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演绎式探究：

现在，叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题：
（1）电场强度：
我们知道，磁体周围存在磁场；同样，带电体周围存在电场．我们用电场强度E表示电场的强弱．在电场中各点E的大小一般是不同的，E越大，表示该点电场越强．不同点E的方向也一般不同．
如图所示，若一个小球带的电量为q，则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k（k为常数），这说明距离带电体越远，电场越______．A点处E的方向如图中箭头所示．
（2）环形带电体的电场强度：
如图所示，有一个带电均匀的圆环，已知圆环的半径为R，所带的总电最为Q．过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线，那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度E_P的表达式是怎样的呢？
小雨首先把圆环均匀分割为许多等份，每一等份的圆弧长度为△l，则每一等份的电量为______；每一等份可以看作一个带电小球，则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E₁=______；E₁沿着OP方向的分量E_1x=E₁cos∠E₁PE_1x=______．
E_P的大小等于圆环上所有等份的E_1x大小之和，即E_P=______．
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演绎式探究：

现在，叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题：
（1）电场强度：
我们知道，磁体周围存在磁场；同样，带电体周围存在电场．我们用电场强度E表示电场的强弱．在电场中各点E的大小一般是不同的，E越大，表示该点电场越强．不同点E的方向也一般不同．
如图所示，若一个小球带的电量为q，则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k（k为常数），这说明距离带电体越远，电场越______．A点处E的方向如图中箭头所示．
（2）环形带电体的电场强度：
如图所示，有一个带电均匀的圆环，已知圆环的半径为R，所带的总电最为Q．过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线，那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度E_P的表达式是怎样的呢？
小雨首先把圆环均匀分割为许多等份，每一等份的圆弧长度为△l，则每一等份的电量为______；每一等份可以看作一个带电小球，则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E₁=______；E₁沿着OP方向的分量E_1x=E₁cos∠E₁PE_1x=______．
E_P的大小等于圆环上所有等份的E_1x大小之和，即E_P=______．
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演绎式探究：

现在，叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题：
（1）电场强度：
我们知道，磁体周围存在磁场；同样，带电体周围存在电场．我们用电场强度E表示电场的强弱．在电场中各点E的大小一般是不同的，E越大，表示该点电场越强．不同点E的方向也一般不同．
如图所示，若一个小球带的电量为q，则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k（k为常数），这说明距离带电体越远，电场越______．A点处E的方向如图中箭头所示．
（2）环形带电体的电场强度：
如图所示，有一个带电均匀的圆环，已知圆环的半径为R，所带的总电最为Q．过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线，那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度E_P的表达式是怎样的呢？
小雨首先把圆环均匀分割为许多等份，每一等份的圆弧长度为△l，则每一等份的电量为______；每一等份可以看作一个带电小球，则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E₁=______；E₁沿着OP方向的分量E_1x=E₁cos∠E₁PE_1x=______．
E_P的大小等于圆环上所有等份的E_1x大小之和，即E_P=______．
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演绎式探究：

现在，叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题：
（1）电场强度：
我们知道，磁体周围存在磁场；同样，带电体周围存在电场．我们用电场强度E表示电场的强弱．在电场中各点E的大小一般是不同的，E越大，表示该点电场越强．不同点E的方向也一般不同．
如图所示，若一个小球带的电量为q，则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k（k为常数），这说明距离带电体越远，电场越______．A点处E的方向如图中箭头所示．
（2）环形带电体的电场强度：
如图所示，有一个带电均匀的圆环，已知圆环的半径为R，所带的总电最为Q．过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线，那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度E_P的表达式是怎样的呢？
小雨首先把圆环均匀分割为许多等份，每一等份的圆弧长度为△l，则每一等份的电量为______；每一等份可以看作一个带电小球，则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E₁=______；E₁沿着OP方向的分量E_1x=E₁cos∠E₁PE_1x=______．
E_P的大小等于圆环上所有等份的E_1x大小之和，即E_P=______．
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演绎式探究：

现在，叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题：
（1）电场强度：
我们知道，磁体周围存在磁场；同样，带电体周围存在电场．我们用电场强度E表示电场的强弱．在电场中各点E的大小一般是不同的，E越大，表示该点电场越强．不同点E的方向也一般不同．
如图所示，若一个小球带的电量为q，则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k（k为常数），这说明距离带电体越远，电场越______．A点处E的方向如图中箭头所示．
（2）环形带电体的电场强度：
如图所示，有一个带电均匀的圆环，已知圆环的半径为R，所带的总电最为Q．过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线，那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度E_P的表达式是怎样的呢？
小雨首先把圆环均匀分割为许多等份，每一等份的圆弧长度为△l，则每一等份的电量为______；每一等份可以看作一个带电小球，则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E₁=______；E₁沿着OP方向的分量E_1x=E₁cos∠E₁PE_1x=______．
E_P的大小等于圆环上所有等份的E_1x大小之和，即E_P=______．
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归纳式探究﹣﹣研究带电粒子在电场和磁场中的运动：

物理学中，磁场的强弱用磁感应强度表示，符号是B，单位是T．磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场．

如图所示，初速度可视为零的带电粒子，从容器A下方的小孔S1经过加速电场加速，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入匀强磁场中，做匀速圆周运动．

若带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速电场的电压为U，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积为S，经研究不同粒子在不同情况下得到数据如下表：

m/kg	q/C	U/V	B/T	S/m2
1×10﹣25	5×10﹣18	2	1	4π×10﹣8
1×10﹣25	10×10﹣18	2	1	2π×10﹣8
2×10﹣25	5×10﹣18	2	1	8π×10﹣8
2×10﹣25	5×10﹣18	4	1	16π×10﹣8
1×10﹣25	5×10﹣18	2	2	π×10﹣8

（1）S=k_____，其中k=_____（填上数值和单位）．

（2）对同一个粒子，进入不同的电场和磁场中，要使粒子在磁场中的圆周运动扫过的半圆面积相等，则电压U和磁感应强度B的关系可以用图象中的图线_______表示．

（3）一个质量为4×10﹣25kg、带电量为2×10﹣17C的粒子，经过电压为_____V的电场加速后进入磁感应强度为5T的匀强磁场中，它做圆周运动扫过的半圆面积为8π×10﹣9m2．

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