题目内容
有一条横截面S的铜导线，若通过的电流为I，则铜导线中自由电子定向移动的速率为多少？已知，铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数NA，电子电量为e，且在这个问题中可认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子．
设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t．则导线的长度为l=vt，体积为V=Sl=Svt，质量为m=ρvtS，这段导线中自由电子的数目为n=
NA=
NA
在t时间内这些电子都能通过下一截面，则
电流I=
=
，代入解得，I=
所以v=
答：铜导线中自由电子定向移动的速率为
．
| m |
| M |
| ρvtS |
| M |
在t时间内这些电子都能通过下一截面，则
电流I=
| q |
| t |
| ne |
| t |
| ρvNAe |
| M |
所以v=
| IM |
| ρSNAe |
答：铜导线中自由电子定向移动的速率为
| IM |
| ρSNAe |
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