问题
问答题
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NA，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．
答案
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=
NA=m M
NAρvtS M
在t时间内这些电子都能通过下一截面，则
电流I=
=q t
，代入解得，I=ne t ρvNAe M
所以v=IM ρSNAe
答：铜导线中自由电子定向移动的速率为
．IM ρSNAe