2.閱讀以下材料,完成填空和推導。
(1)水管中的水朝一定方向流動,就會形成水流。如圖1所示,設水流動的速度為v,水管的橫截面積為S,水的密度為ρ,則在t時間內流過水管某一橫截面的水的體積V=vtS。在t時間內流過該橫截面的水的質量m=vStρ,單位時間內流過該橫截面的水的質量即水流量I'=
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(2)導體中的自由電荷發(fā)生定向移動就會形成電流。物理學中把單位時間內通過導體某一橫截面的電荷量叫做電流,用I表示。這種研究物理問題的方法叫
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A.控制變量法
B.轉換法
C.類比法
(3)如圖2所示,已知金屬導體的橫截面積為S,導體中單位體積內的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電荷量為q,自由電荷定向移動的速度為v,請你仿照(1)中水流量的推導過程,推導出電流I的表達式。(用已知量符號表示)
(4)電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流,設氫原子中的電子以速度v在半徑為r的軌道上運動,用e表示電子的電荷量,則其等效電流的大小是
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