题目内容
【题目】对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。
（1）一段横截面积为S、长为L的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v,求导线中的电流I（请建立模型进行推导）；
（2）正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力F与m、n和v的关系(提示：建议，建立模型，思考压强的产生原理)。
【答案】（1）nvSe；（2）
【解析】试题分析：取一时间段t，求得相应移动长度l=vt，体积为为Svt．总电量为nesvt，再除以时间，求得表达式；粒子与器壁有均等的碰撞机会，即相等时间内与某一截面碰撞的粒子为该段时间内粒子数的
，据此根据动量定理求与某一个截面碰撞时的作用力f．
（1）导体中电流大小
t时间内电子运动的长度为vt，则其体积为
，通过导体某一截面的自由电子数为
该时间内通过导体该截面的电量： 
由①②式得
；
（2）考虑单位面积，t时间内能达到容器壁的粒子所占据的体积为
，
其中粒子有均等的概率与容器各面相碰，即可能达到目标区域的粒子数为
，
设碰前速度方向垂直柱体地面且碰撞是弹性的，则分子碰撞器壁前后，总动量的变化量为
由动量定理可得： 
练习册系列答案
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