两根不同金属导*成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆,串联后接在某一直流电源两端,如图所示.已知杆a的质量小于杆b的质量,杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量,杆a的电阻大于杆b的电阻,假设每种金属的每个原子都提供相同数目的*电子(载流子).当电流达到稳恒时,若a、b内存在电场,则该电场可视为均匀电场.下面结论中正确的是(  )A. 两杆内的电场强度都不等于零,且a内的场强大于b内的场强B. 两杆内的电场强度都等于零C. 两杆内载流子定向运动的速度一定相等D. a内载流子定向运动的速度一定大于b内载流子定向运动的速度

问题描述:

两根不同金属导*成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆,串联后接在某一直流电源两端,如图所示.已知杆a的质量小于杆b的质量,杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量,杆a的电阻大于杆b的电阻,假设每种金属的每个原子都提供相同数目的*电子(载流子).当电流达到稳恒时,若a、b内存在电场,则该电场可视为均匀电场.下面结论中正确的是(  )
A. 两杆内的电场强度都不等于零,且a内的场强大于b内的场强
B. 两杆内的电场强度都等于零
C. 两杆内载流子定向运动的速度一定相等
D. a内载流子定向运动的速度一定大于b内载流子定向运动的速度


A、B:ab串联接在电源的两端,两杆内部都存在恒定电场,近似看成匀强电场,则场强为 E=

U
d
,又U=IR,得E=
IR
d
,d、I相等,得E∝R,杆a的电阻大于杆b的电阻,则a内的场强大于b内的场强.故A正确,B错误.
C、D:根据电流的表达式I=nevS,又单位体积内载流子数目n=
m
M
NA
1
V
,m是质量,M是摩尔质量,NA是阿伏伽德罗常数,V是体积,则得:I=
mNAevS
MV

由题意,S、V、e、NA相等,串联时电流I相等,已知杆a的质量小于杆b的质量,杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量,由上式不能确定载流子定向移动速度v的大小,故CD错误.
故选:A.
答案解析:两杆内都建立电场,场强不为零,根据E=
U
d
和U=IR分析场强的大小;根据电流的微观表达式I=nqvS,分析载流子定向移动速率关系.
考试点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;闭合电路的欧姆定律.
知识点:解决本题关键要掌握场强与电压的关系式E=
U
d
,欧姆定律U=IR,以及电流的微观表达式I=nevS.