Question

7．兩根不同金屬導(dǎo)體制成的長度相等、橫截面積相同的圓柱形桿，串聯(lián)后接在某一直流電源兩端，如圖所示，已知桿a的質(zhì)量小于桿b的質(zhì)量，桿a金屬的摩爾質(zhì)量小于桿b金屬的摩爾質(zhì)量，桿a的電阻大于桿b的電阻，假設(shè)兩種金屬的每個(gè)原子都提供相同數(shù)目的自由電子（載流子）．當(dāng)電流達(dá)到穩(wěn)恒時(shí)，若a、b內(nèi)存在電場，則該電場可視為勻強(qiáng)電場，下面結(jié)論中正確的是（　�。�

• A． 兩桿內(nèi)的電場強(qiáng)度都等于零
• B． 兩桿內(nèi)載流子定向運(yùn)動(dòng)的速度一定相等
• C． 兩桿內(nèi)的電場強(qiáng)度都不等于零，且a內(nèi)的場強(qiáng)大于b內(nèi)的場強(qiáng)
• D． a桿內(nèi)載流子定向運(yùn)動(dòng)的速度一定大于b桿內(nèi)載流子定向運(yùn)動(dòng)的速度

Answer 1

分析 兩桿內(nèi)都建立電場，場強(qiáng)不為零，根據(jù)E=$\frac{U}1blfbdu$和U=IR分析場強(qiáng)的大�。桓鶕�(jù)電流的微觀表達(dá)式I=nqvS，分析載流子定向移動(dòng)速率關(guān)系．

解答 解：AC、ab串聯(lián)接在電源的兩端，兩桿內(nèi)部都存在恒定電場，近似看成勻強(qiáng)電場，則場強(qiáng)為 E=$\frac{U}oq1bihy$，又U=IR，得E=$\frac{IR}ngaujh4$，d、I相等，得E∝R，桿a的電阻大于桿b的電阻，則a內(nèi)的場強(qiáng)大于b內(nèi)的場強(qiáng)．故A錯(cuò)誤，C正確．
BD：根據(jù)電流的表達(dá)式I=nevS，又單位體積內(nèi)載流子數(shù)目n=$\frac{m}{M}$N_A•$\frac{1}{V}$，m是質(zhì)量，M是摩爾質(zhì)量，N_A是阿伏伽德羅常數(shù)，V是體積，則得：I=$\frac{m{N}_{A}evS}{MV}$．
由題意，S、V、e、N_A相等，串聯(lián)時(shí)電流I相等，已知桿a的質(zhì)量小于桿b的質(zhì)量，桿a金屬的摩爾質(zhì)量小于桿b金屬的摩爾質(zhì)量，由上式不能確定載流子定向移動(dòng)速度v的大小，故BD錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評 解決本題關(guān)鍵要掌握場強(qiáng)與電壓的關(guān)系式E=$\frac{U}pqqcltk$，歐姆定律U=IR，以及電流的微觀表達(dá)式I=nevS．