一根长为L=2m，横截面积S=1×10-3m2的铜棒，两端电势差为U=5.44×10-2V，铜棒的电阻R=2×10-5Ω，铜内自由电子的密度为n=8.5×1029个•m-3，求：（1）通过铜棒的电流；（2）铜棒内电场强度；（3）自

Question

一根长为L=2m，横截面积S=1×10^-3m²的铜棒，两端电势差为U=5.44×10^-2V，铜棒的电阻R=2×10^-5Ω，铜内自由电子的密度为n=8.5×10²⁹个•m^-3，求：
（1）通过铜棒的电流；
（2）铜棒内电场强度；
（3）自由电子定向移动速率．

Answer 1

（1）由I=(U)/(R)
可得：
I=(5.44×10-2)/(2×10-5)=2720A；
（2）由U=Ed可得：
E=(U)/(L)=(5.44×10-2)/(2)=2.72×10^-2V/m；
（3）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，在t时间内这些电子都能通过下一截面，
则电流为：I=(q)/(t)=(envtS)/(t)=envS，
所以：v=(I)/(ens)=2.04×10^-5m/s
答：（1）电流为27220A；（2）电场强度为2.72×10^-2v/m；（3）电子的定向移动速度为2.04×10^-5m/s