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大学物理习题解答5第五章稳恒电流.docx

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第五童稳恒电流本章提要1.电流强度•当导体中存在电场时，导体屮的电荷会发生定向运动形成电流。

如果在时间内通过导体某一截面的电量为,则通过该截面的电流I为1旦\t•如果电流随时间变化，电流/的定义式为21曲』so A/ dt2.电流密度•导体中任意一点的电流密度/的大小规定为单位时间内通过该点单位垂直截面的电量，/的方向规定为通过该点的正电荷运动的方向。

根据电流密度的定义，导体中某一点面元＜1S的电流密度为.di]= ------dS丄•对于宏观导体，当导体中各点的/有不同的大小和方向，通过导体任意截面S 的电流可通过积分计算，即S3.欧姆定律•对于一般的金属导体，在恒定条件下欧姆定律有如下表达形式R其中R为导体的电阻，为导体两端的电势差•欧姆定律的微分形式为J = oE其中o = \/p为电导率4.电阻•当导体中存在恒定电流时，导体对电流有一定的电阻。

导体的电阻与导体的材料、大小、形状以及所处状态（如温度）有关。

当导体的材料与温度一定时，对一段截面积均匀的导体，其电阻表达式为其中/为导体的长度，S为导体的横截面积，p为导体的电阻率5.电动势•非静电力反抗静电力移动电荷做功，把其它种形式的能量转换为电势能, 产生电势升高。

q•当非静电力不仅存在于内电路中，而且存在于外电路屮时，整个回路的电动势为£ = f E -dZ/6.电源电动势和路端电压•若电源正负极板的电势分别为S和电源内阻为厂，电路中电流为厶则屯源屯动势为•路端电压为U+_U. =E-Ir7.接触电动势•因电子的扩散而在导体接触面上形成的等效电动势。

其中幺为电子电量，k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度8.含源电路的欧姆定律U A-U B=£^UR+”)9.基尔霍夫定律•基尔霍夫定律是求解复杂电路的基本方法。

(1)基尔霍夫第一定律：流入任一节点的电流和流出该节点的电流的代数和等于零。

E/=o(2)基尔霍夫第二定律：沿任一个闭合回路的电动势的代数和等于回路屮电阻上电势降落的代数和。

" = ZiR思考题5-1电流是电荷的流动，在电流密度/工0的地方，电荷的体密度°是否可能等于零？答：有可能等于零。

在金属导体中电荷的定向移动形成电流，电荷的体密度等于零。

而单独的正离子或负离子的运动形成电流时电荷的体密度不等于零。

5-2如果通过导体中各处的电流密度不相同，那么电流能否是恒定的？为什么？答：电流能够恒定，因"Jp.dS,虽然导体中各处的电流密度不相同，只S要电流密度丿对导体各截面的通量相等，通过导体的电流就恒定。

5-3 一铜线外涂以银层，两端加上电压后，在铜线和银层中通过的电流是否相同？电流密度是否相同？电场强度是否相同？答：因/ =匕二竺，而两种导线的横向截面不同；长度是一样；铜线与银层R pl 的材料不同，电阻率不同；所以两端施加同样的电压而通过的电流不相同；电流密度j=-=-不相同，电场强度E=L=当也不相同。

S p/ p p-l5-4截面相同的铝丝和餌丝串联，接在一直流电源上，问通过铝丝和餌丝的电流强度和电流密度是否相等？铝丝内和钩丝内的电场强度是否相等？答:通过铝丝和钩丝的电流强度相等，又因二者截面积相同，根据； = —, dS则通过的电流密度也相等。

F根据J =(yE = -9 p为导体材料的电阻率，两种材料电阻率不相等，通过的P电流密度相等，所以两材料内的电场强度不相等。

5-5电源的电动势和端电压有什么区别？两者在什么情况下才相等？答：电动势是单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电力所做的功，端电压是指电源正负两极之间的电压，一般情况下电源的端电压不等于电动势，两者之差为/厂，即电源电流与内阻尸之积，称内阻电位降。

当电源内阻为0,即Ir=0时，端电压在数值上等于电动势。

对于有内阻的电源，只要流过它的电流为零(处于开路状态的电源就如此)，端电压也与电动势数值相等。

练习题5-1大气中由于存在少量的自由电子和正离子而具有微弱的导电性。

已知地球表面附近空气的电导率cr^SxlO-'^r m-1,场强E^IOON C-1，地球半径7? = 6xl06m。

若将大气电流视为稳恒电流，计算由大气流向地球表面的总电流强度。

解：已知8 = 3xlO-,4Q-,-m~, , £ = 100N-C_,,如图5-1所示，在地球表面取一微元曲面dS,则由大气流向曲面dS的电流强度dl = j^dS = jdS①(1)对①式积分即可得大气流向地球表面的总电流强度} =^j.ds = ^jdS = jSs s7 = SE = 3xl0',4xl00 = 3xl0-l2(A-m-2) 乂地球表面积为S=4K7?2=4KX(6X106)2 =4.52xl0,4(m2)则1 = y5 = 3xl0_t2x4.52xl014 -1.4X103(A) 即大气流向地球表面的总电流强度为1.4X103 A。

图5-15-2截面积为10mm 2的铜线屮，允许通过的电流是60A,试计算铜线屮的 允许电流密度。

设每个铜原子贡献一个自由电子，可算得铜线屮的自由电子密度 是8.5xl()28m-3，试计算铜线屮通有允许电流时自由电子的漂移速度。

解：铜线截面积S = 10mm 2=1.0xl0-5m 2,允许通过的电流Z = 60A,则铜线屮允许电流密度y = S = 1.0X10-=60X1°(A m) 又知铜线中的自由电子密度〃 =8.5xl028m-3,则铜线中通有允许电流时自由电子 的漂移速度5-3有一灵敏电流计可以测量小到10-,0A 的电流，当铜导线中通有这样小的 电流时，每秒内有多少个自由电子通过导线的任一截面？如导线的截面积是 1mm 2，自由电子的密度是& 5xl028 m-\自由电子沿导线漂移lcm 需要多少13寸 间？解：铜导线中通有电流/ = 10-,0A,则每秒内通过导线任一•截面的自由电子又知导线的截面积S = lmm 2=lxlO-6m 2,自由电子的密度« = 8.5x1028m-3 , 则电子的平均漂移速率I ____________ 10~101X 10_6X 8.5X 1028X 1.6X 10_,9自由电子沿导线漂移1 = lcm 需要的时间为 5-4 一铜棒的截面积为20x80mm2,长为2.0m,两端的电势差为50mV 。

已 知铜的电导率cr = 5.7xl07s-m'1 ,铜内自由电子的电荷体密度为 1.36xl010C-m-3o 求：(1)它的电阻;(2)电流;(3)电流密度；(4)棒内的 电场强度；(5)所消耗的功率；(6)棒内电子的漂移速度。

解：铜棒的截面积5 = 20x80mm 2=1.6xl0-3m 2 ,长2 2.0m,电导率 8 = 5.7xl07s-m-1,贝I 」ne 8.5xl028xl.6xl0-19= 4.4xl0-4(m-s _,) It _ 10~10xl 7一 1.6xl()T9= 6.3x10®) = 7.35xl0-,5(m-s ,)1x10—2 7.35X10"15 -1.4X1012 (s) V(1) 铜棒电阻为/ 1 / 2 ■R = p — = . •—= ---------- ----------- - = 2.2x10' I S 8 S 5.7xl07xl.6xl0'3 (2) 铜棒两端的电势差为C/ = 50mV = 5xl (r 2V,则电流.12.3x10’ — in6z A 小 "丁时厂皿io (Am )所消耗的功率/> = /2/? =(2.3X 103)2X 2.2X 10_5-1.1X 102(W ) 又自由电子的电荷体密度必=1.36x 10'°c • m"3,则电子的漂移速度ne 1.36X1O 10 = 1.0xl0_4(ms)5-5大多数牛物细胞的形状类似圆球，这类细胞的细胞膜可视为一个同心球 壳体系，如图5・2所示。

由于活体细胞内外均有许多带电粒子，这些粒子可通过 细胞膜进行交换，形成跨膜电流。

设细胞膜内半径为凡，外半径为心，膜中介 质的电阻率为0。

求（1）细胞膜电阻；（2）若膜内外的跨膜电势为U a b ，求跨膜电流的电流密 度与半径厂的关系。

解：（1）设想细胞膜是由许多个圆球组成，以尸代表其屮任意薄层圆球的半 径，其面积dS = 4兀宀 以Q 表示此薄层的厚度，由题意可知电流沿径向方向， 则长度即为心，该薄层的电阻应为〃急’则细胞膜电阻fRhC Rh dr I R =L d/?= f p-— = pJRa JRa （2）若膜内外的跨膜屯势为%，跨膜电流(4) 棒内的电场强度 (3) 电流密度为(5)(6)二U— 5 _ 4叭RSR P（R b~R a）/41lR a R b P[R h ~R a）由于在距离球心尸处总电流5所通过的“截面积” S = 4岔彳，则跨膜电流的电流密度与半径r的关系由下式得出：5-6电缆的芯线是半径为r1=0.5cm的铜线，在铜线外面包一层同轴的绝缘层，绝缘层的外半径为r2 = 1.0cm,电阻率p = 1.0xl0,2Q mo在绝缘层外面又用铅层保护起来（见图5・3）。

求（1）长厶= 1000m的这种电缆沿径向的电阻；（2）当芯线与铅层间的电势差为100V时，在这电缆中沿径向的电流多大？解：（1）设想电缆芯线与绝缘层之间是由许多薄圆柱层所组成，以“代表其中任意薄层截面的半径，其面积S = El,以心表示此薄层的厚度，则该薄层的径向电阻应为dr drdR = p —— = p——S2兀”长/二1000m的这种电缆沿径向的电阻为代入数据后，得（2）当芯线与铅层间的电势差t/ = 100V时，根据欧姆定律求得径向电流5-7 一个蓄电池在充电时通过的电流为3.0A,此时蓄电池两极间的电势差为4.25Vo当这蓄电池在放电时，通过的电流为4.0A,此时两极间的电势差为3.90VoAr 卩2K/7PKl.OxlO122/rxlOOOln（l.OxlO^0.5x10—2） = l.lxlO8（Q）! = U =100R 1.1X108=9.1X10_7（A）I ah = 47iR a R h U ah s P（Rb—R）ER足R「R图5-2图5-3求这蓄电池的电动势和内阻。

解：作图5-4所示的电路示意图，设所选定的积分路径是自A 端经幫电池到 B 端，应用一段含源电路的欧姆定律得AB 两端的电势差当莆电池充电吋，有£ = 4.10(V), r = 0.05(Q )即蓄电池的电动势为4. 10V,内阻为0. 055-8图5-5中两个电源都是化学电池，d=6V,£2=4V,内阻 々=乙=0」Q 。

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大学物理稳恒磁场习题及答案 (1)

大学物理稳恒磁场习题及答案 (1)

衡水学院 理工科专业 《大学物理B 》 稳恒磁场 习题解答一、填空题（每空1分）1、电流密度矢量的定义式为：dI j n dS ⊥=v v，单位是：安培每平方米（A/m 2） 。

2、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈，则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量? = 0 ．若通过S 面上某面元d Sv的元磁通为d ?，而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d ?＇，则d ?∶d ?＇= 1:2 。

3、一弯曲的载流导线在同一平面内，形状如图1(O 点是半径为R 1和R 2的两个半圆弧的共同圆心，电流自无穷远来到无穷远去)，则O 点磁感强度的大小是2020100444R IR IR IB πμμμ-+=。

4、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ϖϖϖϖ++= (SI)，则通过一半径为R ，开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为πR 2c Wb 。

5、如图2所示通有电流I 的两根长直导线旁绕有三种环路；在每种情况下，等于：对环路a ：d B l ⋅⎰v v Ñ=____μ0I __；对环路b ：d B l ⋅⎰vv Ñ=___0____； 对环路c ：d B l ⋅⎰v v Ñ =__2μ0I __。

6、两个带电粒子，以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场，它们的质量之比是1∶4，电荷之比是1∶2，它们所受的磁场力之比是___1∶2__，运动轨迹半径之比是_____1∶2_____。

二、单项选择题（每小题2分）（ B ）1、均匀磁场的磁感强度B v垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为A. 2?r 2BB.??r 2BC. 0D. 无法确定的量（ C ）2、有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为A. B. C. D.（ D ）3、如图3所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点．若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度A. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内B. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外C ．方向在环形分路所在平面内，且指向aD ．为零（ D ）4、在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线，流过的电流为I ，则圆心处的磁感强度为A.R 140πμ B. R120πμ C ．0 D ．R140μ （ C ）5、如图4，边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷．此正方形以角速度??绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1；此正方形同样以角速度??绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感强度的大小为B 2，则B 1与B 2间的关系为A. B 1 = B 2B. B 1 = 2B 2 C ．B 1 =21B 2 D ．B 1 = B 2 /4 （ B ）6、有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I ，若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的 (A) 4倍和1/8． (B) 4倍和1/2． (C) 2倍和1/4． (D) 2倍和1/2． 三、判断题（每小题1分，请在括号里打上√或×）（ × ）1、电源的电动势是将负电荷从电源的负极通过电源内部移到电源正极时，非静电力作的功。

高考物理稳恒电流题20套(带答案)

高考物理稳恒电流题20套(带答案)

高考物理稳恒电流题20套(带答案)一、稳恒电流专项训练1．材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+αt )，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t =0℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0℃时，铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m ，碳的电阻率为3.5×10-5Ω·m ；在0℃附近，铜的电阻温度系数为3．9×10-3℃-1，碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1．将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m 的导体，要求其电阻在0℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度（忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化）． 【答案】3．8×10-3m 【解析】 【分析】 【详解】设所需碳棒的长度为L 1，电阻率为1ρ，电阻恒温系数为1α；铜棒的长度为2L ，电阻率为2ρ，电阻恒温系数为2α．根据题意有1101)l t ρρα=+（①2202)l t ρρα=+（②式中1020ρρ、分别为碳和铜在0℃时的电阻率． 设碳棒的电阻为1R ，铜棒的电阻为2R ，有111L R S ρ=③，222LR Sρ=④ 式中S 为碳棒与铜棒的横截面积．碳棒和铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为12R R R =+⑤，012L L L =+⑥式中0 1.0m L = 联立以上各式得：10112022121020L L L L R t S S Sραραρρ+=++⑦ 要使电阻R 不随温度t 变化，⑦式中t 的系数必须为零．即101120220L L ραρα+=⑧ 联立⑥⑧得：20210202101L L ραραρα=-⑨代入数据解得：313810m L -=⨯．⑩ 【点睛】考点：考查了电阻定律的综合应用本题分析过程非常复杂，难度较大，关键是对题中的信息能够吃投，比如哦要使电阻R 不随温度t 变化，需要满足的条件2．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S =0.20mm 2的金属丝a 、b 、c 的电阻率，采用如图所示的实验电路．M 为金属丝c 的左端点，O 为金属丝a 的右端点，P 是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I =1.25A ，电压表读数U 随OP 间距离x 的变化如下表：x /mm600 700 800 900 1000 120014001600180020002100220023002400U/V3.954.505.105.906.506.656.826.937.027.157.858.509.059.75⑴绘出电压表读数U 随OP 间距离x 变化的图线； ⑵求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．【答案】（1）如图所示； （2）电阻率的允许范围：a ρ：60.9610m -⨯Ω⋅~61.1010m -⨯Ω⋅b ρ：68.510m -⨯Ω⋅~71.1010m -⨯Ω⋅c ρ：60.9610m -⨯Ω⋅~61.1010m -⨯Ω⋅通过计算可知，金属丝a 与c 电阻率相同，远大于金属丝b 的电阻率． 【解析】（1）以OP 间距离x 为横轴，以电压表读数U 为纵轴，描点、连线绘出电压表读数U 随OP 间距离x 变化的图线．（2）根据电阻定律l R S ρ=可得S U S R l I lρ=⋅=⋅． 663(6.5 3.9)0.2010 1.04101.25(1000600)10a m m ρ----⨯⨯=Ω⋅=⨯Ω⋅⨯-⨯ 673(7.1 6.5)0.20109.6101.25(20001000)10b m m ρ----⨯⨯=Ω⋅=⨯Ω⋅⨯-⨯ 663(9.77.1)0.2010 1.04101.25(24002000)10c m m ρ----⨯⨯=Ω⋅=⨯Ω⋅⨯-⨯ 通过计算可知，金属丝a 与c 电阻率相同，远大于金属丝b 的电阻率．3．四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。

高考物理新电磁学知识点之稳恒电流解析含答案

高考物理新电磁学知识点之稳恒电流解析含答案

高考物理新电磁学知识点之稳恒电流解析含答案一、选择题1．图甲为某电源的U I -图线，图乙为某小灯泡的U I -图线，则下列说法中正确的是（ ）A ．电源的内阻为5ΩB ．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3WD ．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.4W2．如图所示的电路中，E 为电源，其内阻为r ，L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R 1、R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V 为理想电压表．若将照射R 3的光的强度减弱，则( )A ．电压表的示数变大B ．小灯泡消耗的功率变小C ．通过R 2的电流变小D ．电源内阻消耗的电压变大3．如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，实验时先使开关S 与1 端相连，电源向电容器充电，待电路稳定后把开关S 掷向2 端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i ﹣t 曲线，这个曲线的横坐标是放电时间，纵坐标是放电电流。

仅由这个i ﹣t 曲线所提供的信息可以估算出A ．电容器的电容B ．一段时间内电容器放电的电荷量C ．某时刻电容器两极板间的电压D．一段时间内电阻产生的热量4．图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。

实验发现多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。

对这一现象的分析正确的是（）A．灯泡两端电压不变，由于并联分电流，每个小灯泡分得的电流变小，因此灯泡亮度变暗B．电源电动势不变，外电路电压变大，但由于并联分电流，每个小灯泡分得的电流变小，因此灯泡亮度变暗C．电源电动势不变，外电路电压变小，因此灯泡亮度变暗D．并联导致电源电动势变小，因此灯泡亮度变暗5．如图所示，双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。

已知该表头的内阻，满偏电流，下列说法正确的是A．表头G的满偏电压为500VB．使用a、b两个端点时，其量程比使用a、c两个端点时大C．使用a、b两个端点时，其量程为0~10V，则R1为9.5kΩD．使用a、c两个端点时，其量程为0~100V，则为95kΩ6．如图所示的电路，R1、R2、R4均为定值电阻，R3为热敏电阻(温度升高，电阻减小)，电源的电动势为E，内阻为r.起初电容器中悬停一质量为m的带电尘埃，当环境温度降低时，下列说法正确的是()A．电压表和电流表的示数都减小B．电压表和电流表的示数都增大C．电压表和电流表的示数变化量之比保持不变D．带电尘埃将向下极板运动7．如图是某品牌手机电池的铭牌，根据你所学的物理知识进行判断，下列说法正确的是A．“3000mAh”表示该电池储存的电能最多10800JB．“11.55Wh”表示该电池储存的电能最多为41580JC．一个标注为“3V，4000F”的超级电容器容纳的电荷量肯定比该电池能释放的电荷量多D．用匹配的充电器给电池充电，若把电池从电量为10%充电到40%花了30分钟，则充电器消耗的平均电功率为6.93W8．如图所示，电路中A灯与B灯的电阻相同，电源的内阻不可忽略，则当滑动变阻器R 的滑动片P向上滑动时，两灯亮度的变化情况是（）A．A灯变亮，B灯变亮B．A灯变暗，B灯变亮C．A灯变暗，B灯变暗D．A灯变亮，B灯变暗9．如图所示，电源电动势E=30V，内阻r=1Ω，直流电动机线圈电阻R M=1Ω，定值电阻R=9Ω。

(物理) 高考物理稳恒电流专题训练答案含解析

(物理) 高考物理稳恒电流专题训练答案含解析

（物理） 高考物理稳恒电流专题训练答案含解析一、稳恒电流专项训练1． 4～1.0T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变．【解析】（1）当B ＝0.6T 时，磁敏电阻阻值约为6×150Ω＝900Ω，当B ＝1.0T 时，磁敏电阻阻值约为11×150Ω＝1650Ω．由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于xV A xR R R R >，所以电流表应内接．电路图如图所示．（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：130.4515000.3010R -=Ω=Ω⨯，230.911516.70.6010R -=Ω=Ω⨯，331.5015001.0010R -=Ω=Ω⨯， 431.791491.71.2010R -=Ω=Ω⨯，532.7115051.8010R -=Ω=Ω⨯， 故电阻的测量值为1234515035R R R R R R ++++=Ω=Ω（1500－1503Ω都算正确．） 由于0150010150R R ==，从图1中可以读出B ＝0.9T 方法二：作出表中的数据作出U －I 图象，图象的斜率即为电阻（略）．（3）在0～0.2T 范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）；在0.4～1.0T 范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）；（4）从图3中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关．本题以最新的科技成果为背景，考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力．从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何根据测得的U 、I 值求电阻．第（3）、（4）问则考查考生思维的灵敏度和创新能力．总之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题．2．超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国己研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行．（l）超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究．将一个闭合超导金属圈环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圈环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化．则表明其电阻为零．请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由．（2）为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化．实际上仪器只能检测出大于△I的电流变化，其中△I＜＜I，当电流的变化小于△I时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化．设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e．试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式．（3）若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t．为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法．【答案】（1）见解析（2）（3）见解析【解析】（1）逆时针方向。