Question

【題目】一根長為L＝2 m，橫截面積S＝1.6×10－3 m2的銅棒，兩端電勢差為U＝5.0×10－2 V，銅棒的電阻R＝2.19×10－5 Ω，銅內(nèi)自由電子密度為n＝8.5×1029 m－3.求：

(1)通過銅棒的電流．

(2)銅棒內(nèi)的電場強(qiáng)度．

(3)自由電子定向移動的速率．

Answer 1

【答案】(1)2.28×103 A　(2)2.5×10－2 V/m (3)1.05×10－5 m/s

【解析】試題分析：由歐姆定律可求出通過銅棒的電流；由可求得銅棒內(nèi)的電場強(qiáng)度；設(shè)自由電子定向移動的速率為v和導(dǎo)線中自由電子從一端定向移到另一端所用時間為t，求出導(dǎo)線中自由電子的數(shù)目，根據(jù)電流的定義式推導(dǎo)出電流的微觀表達(dá)式，解得自由電子定向移動的速率。

(1)根據(jù)歐姆定律可得銅棒中的電流為：

(2)根據(jù)場強(qiáng)公式：

(3)根據(jù)電流的微觀表達(dá)式：I＝neSv，

代入數(shù)據(jù)解得：