Question

15．電荷的定向移動(dòng)形成電流．在物理學(xué)中我們把單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電量Q定義為電流強(qiáng)度，即I=$\frac{Q}{t}$．如圖所示在橫截面積為S的金屬導(dǎo)體中，若單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電荷，每個(gè)自由電荷的電量為e，當(dāng)它們以速度v定向移動(dòng)時(shí)，試推導(dǎo)導(dǎo)體中電流強(qiáng)度的表達(dá)式．

Answer 1

分析 已知電荷移動(dòng)的速度和時(shí)間，可以得到電荷移動(dòng)的距離；已知金屬導(dǎo)體的橫截面積、導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)和電荷移動(dòng)的距離，可以得到一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)；已知通過(guò)橫截面的電荷數(shù)和每個(gè)自由電荷的電荷量，可以得到一定時(shí)間通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量；已知電荷量和通電時(shí)間，利用I=$\frac{Q}{t}$得到電流表達(dá)式．

解答 解：
在時(shí)間t內(nèi)電荷移動(dòng)的距離s=vt
t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷數(shù)：N=nV=nSvt，
t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量：Q=Ne=nSvte，
電流：
I=$\frac{Q}{t}$=$\frac{nSvte}{t}$=nSve
答：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度的表達(dá)式為I=nSve．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流的定義式、求通過(guò)一定電量所需要的時(shí)間、推導(dǎo)導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式，最后一問(wèn)難度較大，解題時(shí)，要認(rèn)真審題，獲取必要的信息，然后解題．