Question

物理上常把電流的形成與水流的形成進行類比。閱讀以下材料，完成填空和推導(dǎo)。

（1）水管中的水朝一定方向流動，就會形成水流。如圖1所示，設(shè)水流動的速度為v，水管的橫截面積為S，水的密度為，則在t時間內(nèi)流過水管某一橫截面的水的體積V=             ，在t時間內(nèi)流過該橫截面的水的質(zhì)量m=               ，單位時間內(nèi)流過該橫截面的水的質(zhì)量即水流量I′=               。

（2）導(dǎo)體中的自由電荷發(fā)生定向移動就會形成電流。物理學(xué)中把單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量叫做電流強度，用I表示。如圖2所示，已知金屬導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速度為v，請你仿照（1）中水流量的推導(dǎo)過程，推導(dǎo)出電流強度I的表達式。（用已知量符號表示）

		圖2
		圖1

 

Answer 1

（1），，                         

（2）t時間內(nèi)電荷移動的距離                               

    t時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷數(shù)               

    t時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量         

    故   電流強度