题目内容
【题目】有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=2A。已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量大小e=1.6×10-19C,每个铜原子可提供一个自由电子,求铜导线中自由电子定向移动的速率。(结果保留两位有效数字)
【答案】1.5×10-4m/s
【解析】试题分析:设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,求出导线中自由电子的数目,根据电流的定义式推导出电流的微观表达式,再解得自由电子定向移动的速率。
设铜导线长为L,则体积为V=LS,质量为:m=LSρ,摩尔数为:
总的自由电子数为:nNA
总电荷量为:q=nNAe
全部通过该铜线截面时间为:
根据电流的定义式:
可得:
带入数据解得:v=1.5×10-4m/s
【题目】发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件。它的电路符号如图(甲)所示,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,“-”的一端接低电势。某同学用实验方法测得它的两端的电压U和通过它的电流I的关系数据如表所示。
U/V | 0 | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.6 |
I/mA | 0 | 0.9 | 2.3 | 4.3 | 9.2 | 12.0 | 19.0 | 24.0 |
(1)在图(乙)中的虚线框内画出该同学的实验电路图。(实验用仪器:量程为5V的电压表:其内阻约为10kΩ;量程为50mA的电流表:内阻约为100Ω;直流电源E、滑动变阻器R、开关S、导线若干)。
(2)在图(丙)中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线________。
(3)若发光二极管的最佳工作电压为2.5V,则此时二极管的电阻为______Ω,该测量值与真实值相比______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。