Question

两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆，串联后接在某一直流电源两端，如图所示．已知杆a的质量小于杆b的质量，杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量，杆a的电阻大于杆b的电阻，假设每种金属的每个原子都提供相同数目的自由电子（载流子）．当电流达到稳恒时，若a、b内存在电场，则该电场可视为均匀电场．下面结论中正确的是（　　）

• A、两杆内的电场强度都不等于零，且a内的场强大于b内的场强
• B、两杆内的电场强度都等于零
• C、两杆内载流子定向运动的速度一定相等
• D、a内载流子定向运动的速度一定大于b内载流子定向运动的速度

Answer 1

分析：两杆内都建立电场，场强不为零，根据E=

U

d

和U=IR分析场强的大小；根据电流的微观表达式I=nqvS，分析载流子定向移动速率关系．

解答：解：
A、B：ab串联接在电源的两端，两杆内部都存在恒定电场，近似看成匀强电场，则场强为 E=

U

d

，又U=IR，得E=

IR

d

，d、I相等，得E∝R，杆a的电阻大于杆b的电阻，则a内的场强大于b内的场强．故A正确，B错误．
C、D：根据电流的表达式I=nevS，又单位体积内载流子数目n=

m

M

N_A?

1

V

，m是质量，M是摩尔质量，N_A是阿伏伽德罗常数，V是体积，则得：I=

mNAevS

MV

．
由题意，S、V、e、N_A相等，串联时电流I相等，已知杆a的质量小于杆b的质量，杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量，由上式不能确定载流子定向移动速度v的大小，故CD错误．
故选：A．

点评：解决本题关键要掌握场强与电压的关系式E=

U

d

，欧姆定律U=IR，以及电流的微观表达式I=nevS．