高考真题-物理-2013
考点解剖：本题考查了电流的微观表达及安培力的微观意义，同时考查了冲量定理的知识．
解题思路：（1）应用电流的定义式求电流的微观表达；求导体内每个电荷受到的洛伦兹力和导体内电
荷数，把各个洛伦兹力求合，即为安培力；
（2）以器壁上的面积S为底、以v?t为高构成柱体，其内的粒子在?t时间内有1/6与器壁S发生碰
撞；应用动量定律得出f与m、n和v的关系．
解答过程：
解：（1）（a）设?t时间内通过导体横截面的电量为?q，由电流定义，有：
?qnesv?t
I???nesv；
?t?t
（b）每个自由电子所受的洛伦兹力F=evB，
洛
设导体中共有N个自由电子N=nSl，
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和：F=NF=nSl×evB，
洛
由安培力公式，有F=IlB=neSv×lB，
安
得F=F；
安
（2）一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为：?I?2mv
如下图，
以器壁上的面积S为底、以v?t为高构成柱体，由题设可知，其内的粒子在?t时间内有1/6与器壁S
1
发生碰撞，碰撞粒子总数为：N?nSv?t，
6
1
2
?t时间内粒子给器壁的冲量为：I?N?I?nSmv?t，
3
I
面积为S的器壁受到粒子压力为：F?，
?t
F1
2
器壁单位面积所受粒子压力为：．
f??nmv
S3
规律总结：本题起点较高，但原型来源于经常接触到的流体冲击力问题，对于大量粒子运动这类问题
的分析，选择研究对象是关键，由于求单位面积上的各个物理量的关系，所以我们构造一个底面积为S的
柱体，对柱体内的运动粒子进行分析，由动量定理可求各个量之间的关系．
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