有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线

问题描述:

有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中*电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个*电子.

设铜导线长为L
则体积为LS
质量m=LSρ
摩尔数n=

m
M

总的*电子数为nNA
电荷量为q=nNAe
全部通过该铜线截面时间为t=
L
v

则I=
q
t
nNAev
L
NAev
M

V=
MI
NAe

代入数据知 V=3.73×10-5m/s
答:铜导线中*电子定向移动的速率为3.73×10-5m/s.