Question

15．電荷的定向移動形成電流．在物理學(xué)中我們把單位時間內(nèi)通過某一橫截面的電量Q定義為電流強度，即I=$\frac{Q}{t}$．如圖所示在橫截面積為S的金屬導(dǎo)體中，若單位體積內(nèi)有n個自由電荷，每個自由電荷的電量為e，當(dāng)它們以速度v定向移動時，試推導(dǎo)導(dǎo)體中電流強度的表達(dá)式．

Answer 1

分析 已知電荷移動的速度和時間，可以得到電荷移動的距離；已知金屬導(dǎo)體的橫截面積、導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)和電荷移動的距離，可以得到一定時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)；已知通過橫截面的電荷數(shù)和每個自由電荷的電荷量，可以得到一定時間通過導(dǎo)體橫截面的電荷量；已知電荷量和通電時間，利用I=$\frac{Q}{t}$得到電流表達(dá)式．

解答 解：
在時間t內(nèi)電荷移動的距離s=vt
t時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷數(shù)：N=nV=nSvt，
t時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量：Q=Ne=nSvte，
電流：
I=$\frac{Q}{t}$=$\frac{nSvte}{t}$=nSve
答：導(dǎo)體中電流強度的表達(dá)式為I=nSve．

點評 本題考查了電流的定義式、求通過一定電量所需要的時間、推導(dǎo)導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式，最后一問難度較大，解題時，要認(rèn)真審題，獲取必要的信息，然后解題．