Question

一根長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，銅的電阻率ρ=1.75×10^-8 Ω·m，銅內自由電子體密度為n=8.5×10²⁹ m^-3，求：

（1）銅棒的電阻；

（2）通過銅棒的電流；

（3）銅棒內的電場強度；

（4）自由電子定向移動的速率.

Answer 1

思路分析：根據題給的已知條件，由電阻定律可求導體的電阻，應用歐姆定律可解電流，已知導體棒兩端電壓和棒長，視導體內電場為勻強電場，有E=.而自由電子的定向移動速率必須結合電流的微觀表達式計算.

解析：(1)由電阻定律R=ρ=1.75×10^-8×Ω=2.19×10^-5 Ω.

(2)I= A=2.28×10³ A.

(3)E= V/m=2.5×10^-2 V/m.

(4)由I=neSv得

v= m/s=1.05×10^-5 m/s.

答案:(1)2.19×10^-5 Ω  (2)2.28×10³ A(3)2.5×10^-2 V/m  (4)1.05×10^-5 m/s