守恒定律是自然界中某种物理量的值恒定不变的规律,它为我们解决许多实际问题提供了依据。在物理学中这样的守恒定律有很多,例如:电荷守恒定律、质量守恒定律、能量守恒定律等等。
(1)根据电荷守恒定律可知:一段导体中通有恒定电流时,在相等时间内通过导体不同截面的电荷量都是相同的。
a.己知带电粒子电荷量均为g,粒子定向移动所形成的电流强度为,求在时间t内通过某一截面的粒子数N.
b.直线加速器是一种通过高压电场使带电粒子加速的装置。带电粒子从粒子源处持续发出,假定带电粒子的初速度为零,加速过程中做的匀加速直线运动。如图l所示,在距粒子源
l1、
l2两处分别取一小段长度相等的粒子流

。已知l
l:l
2=1:4,这两小段粒子流中所含的粒子数分别为n
1和n
2,求:n
1:n
2。

(2)在实际生活中经常看到这种现象:适当调整开关,可以看到从水龙头中流出的水柱越来越细,如图2所示,垂直于水柱的横截面可视为圆。在水柱上取两个横截面A、B,经过A、B的水流速度大小分别为v
I、v
2;A、B直径分别为d
1、d
2,且d
1:d
2=2:1。求:水流的速度大小之比v
1:v
2。

(3)如图3所示:一盛有水的大容器,其侧面有一个水平的短细管,水能够从细管中喷出;容器中水面的面积S
l远远大于细管内的横截面积S
2;重力加速度为g。假设水不可压缩,而且没有粘滞性。
a.推理说明:容器中液面下降的速度比细管中的水流速度小很多,可以忽略不计:
b.在上述基础上,求:当液面距离细管的高度为h时,细管中的水流速度v。
