一根长为l=3.2m、横截面积S=1.6×10-3m2的铜棒，两端加电压U=7.0×10-2V．铜的电阻率ρ=1.75×10-8Ω•m，铜内自由电子的体密度为n=8.5×1029m-3．求：（1）通过铜棒的电流；（2）铜棒内的电场强度；（3

Question

一根长为l=3.2m、横截面积S=1.6×10^-3m²的铜棒，两端加电压U=7.0×10^-2V．铜的电阻率ρ=1.75×10^-8Ω•m，铜内自由电子的体密度为n=8.5×10²⁹m^-3．求：
（1）通过铜棒的电流；
（2）铜棒内的电场强度；
（3）自由电子定向移动的平均速度．

Answer 1

（1）由R=ρ(l)/(S)和I=(U)/(R)得
I=(US)/(ρl)=(7.0×10−2×1.6×10−3)/(1.75×10−8×3.2) A=2×10³A．
（2）由U=Ed可知：
电场强度：E=(U)/(d)=(7.0×10−2)/(3.2)V/m=2.19×10^-2 V/m．
（3）由I=neSv得
电子的定向移动速率v=(I)/(neS)=(2×103)/(8.5×1029×1.6×10−19×1.6×10−3) m/s
=9.19×10^-6 m/s．
答：（1）通过铜棒的电流2×10³ A；
　（2）铜棒内的电场强度2.19×10^-2V/m
（3）自由电子定向移动的平均速度9.19×10^-6m/s