演繹式探究:
課題:金屬導(dǎo)電研究
演繹推理內(nèi)容:已知帶電粒子在電場作用下能作定向運(yùn)動,可以推知金屬內(nèi)部自由電子在電場力作用下能作定向運(yùn)動,所以金屬能導(dǎo)電,且導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度I=ΔqΔt。
問題:金屬內(nèi)部自由電子定向運(yùn)動的平均速率怎樣?
研究過程:建立如圖模型:
①自由電子沿著截面積為S的金屬導(dǎo)體運(yùn)動;
②自由電子定向運(yùn)動的平均速率為v。
已知每個電子所帶電荷為e,單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n,
可以推導(dǎo)出金屬內(nèi)部自由電子平均速率v的數(shù)學(xué)表達(dá)式。推導(dǎo)過程如下:(請你填寫每步結(jié)果)
①在Δt時間內(nèi),通過導(dǎo)體某一截面(截面積為S)的電子數(shù)量為N=nSvΔtnSvΔt;
②在Δt時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一截面的電荷電量為Δq=enSvΔtenSvΔt;
③在Δt時間內(nèi)通過金屬導(dǎo)體的電流強(qiáng)度為I=enSvenSv;
④則金屬內(nèi)部自由電子定向運(yùn)動的平均速率v=I/enSI/enS。
經(jīng)實(shí)際帶入某金屬的有關(guān)數(shù)據(jù)可知,金屬內(nèi)部自由電子的定向運(yùn)動的平均速率是很小的,數(shù)量級達(dá)10-5m/s。
Δ
q
Δ
t
【考點(diǎn)】電荷的定向移動形成電流.
【答案】nSvΔt;enSvΔt;enSv;I/enS
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:505引用:3難度:0.1
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