题目内容
【题目】如图1所示的电路，电源的电动势为E、内阻为r，R为变阻箱，电流表可视为理想电表。闭合开关S，改变变阻箱R的阻值，电流表的示数I随之变化。
（1）当变阻箱的阻值为R1时，求电流表的示数I1。
（2）以
为纵坐标，R为横坐标，在图2中画出变阻箱阻值R变化过程中
图像的示意图，并分别说明图线与纵轴交点和图线斜率的物理意义；
（3）在金属导体中，自由电子定向移动形成电流。已知自由电子在导线内定向移动速率的数量级为
m/s，但实际上，闭合开关S后，电路中几乎瞬间就形成了电流，请说明理由。
【答案】（1）
（2）图像
,图像与纵轴交点的坐标值为
，斜率为
（3）闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了电场，在电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。
【解析】
（1）根据实验数据由闭合电路欧姆定律列方程，然后求出电流；
（2）根据闭合电路欧姆定律求出
与R的关系式；
（3）闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了电场，在电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动。据此分析。
（1）根据闭合电路欧姆定律有
（2）如图所示。图像与纵轴交点的坐标值为，斜率为。
（3）闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了电场，在电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。
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