Question

【題目】如圖所示，一根金屬棒長為L，橫截面積為S，其材料的電阻率為ρ．已知金屬棒內單位體積自由電子數為n，電子的質量為m，電荷量為e．在金屬棒兩端加上恒定的電壓時，金屬棒內自由電子定向移動的平均速率為v．

（1）求電阻的大小；

（2）請證明金屬棒內的電流I=neSv；

（3）求金屬棒內的電場強度大小．

Answer 1

【答案】（1）ρ．（2）證明見解析．（3）金屬棒內的電場強度大小是ρnev．

【解析】試題分析：（1）由電阻定律得：電阻R=ρ

（2）由題意金屬棒中的電荷量為q=LSne，

由一端運動到另一端所需時間t=，所以金屬棒中電流為I==Snev

（3）棒兩端加上恒定的電壓U=IR，而R=ρ，可得U=ρLnev；

金屬棒內的電場強度大小E==ρnev