问题 计算题

物理上常把电流的形成与水流的形成进行类比。阅读以下材料,完成填空和推导。

(1 )水管中的水朝一定方向流动,就会形成水流。如图1所示,设水流动的速度为v,水管的横截面积为S,水的密度为ρ,则在t时间内流过水管某一横截面的水的体积V=             ,在t时间内流过该横截面的水的质量m=               ,单位时间内流过该横截面的水的质量即水流量I′=              

(2 )导体中的自由电荷发生定向移动就会形成电流。物理学中把单位时间内通过导体某一横截面的电荷量叫做电流强度,用I表示。如图2 所示,已知金属导体的横截面积为S,导体中单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,自由电荷定向移动的速度为v,请你仿照(1)中水流量的推导过程,推导出电流强度I的表达式。(用已知量符号表示)

答案

(1)vtS;ρvtS;ρvS

(2)t时间内电荷移动的距离

t时间内通过导体某一横截面的电荷数

t时间内通过导体某一横截面的电荷量

故    电流强度

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