演绎式探究:
课题:金属导电研究
演绎推理内容:已知带电粒子在电场作用下能作定向运动,可以推知金属内部自由电子在电场力作用下能作定向运动,所以金属能导电,且导体中的电流强度I=ΔqΔt。
问题:金属内部自由电子定向运动的平均速率怎样?
研究过程:建立如图模型:
①自由电子沿着截面积为S的金属导体运动;
②自由电子定向运动的平均速率为v。
已知每个电子所带电荷为e,单位体积内的电子数为n,
可以推导出金属内部自由电子平均速率v的数学表达式。推导过程如下:(请你填写每步结果)
①在Δt时间内,通过导体某一截面(截面积为S)的电子数量为N=nSvΔtnSvΔt;
②在Δt时间内通过导体某一截面的电荷电量为Δq=enSvΔtenSvΔt;
③在Δt时间内通过金属导体的电流强度为I=enSvenSv;
④则金属内部自由电子定向运动的平均速率v=I/enSI/enS。
经实际带入某金属的有关数据可知,金属内部自由电子的定向运动的平均速率是很小的,数量级达10-5m/s。
Δ
q
Δ
t
【考点】电荷的定向移动形成电流.
【答案】nSvΔt;enSvΔt;enSv;I/enS
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:517引用:3难度:0.1