Question

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

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N A ，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．

Answer 1

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= m M N A = ρvtS M N A 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 ，代入解得，I= ρv N A e M 所以v= IM ρS N A e 答：铜导线中自由电子定向移动的速率为 IM ρS N A e ．