Question

4．一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為q．此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為v，在t時(shí)間內(nèi)，通過銅導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為（　�。�

• A． nqvSt
• B． nvt
• C． $\frac{It}{q}$
• D． $\frac{It}{Sq}$

Answer 1

分析 根據(jù)電流的兩個(gè)表達(dá)式來分析，首先從導(dǎo)體導(dǎo)電的微觀角度來說，在t時(shí)間內(nèi)能通過某一橫截面的自由電子必須處于長度為vt的圓柱體內(nèi)，由于自由電子可以認(rèn)為是均勻分布，故此圓柱體內(nèi)的電子數(shù)目為nvSt．而從電流的定義來說，I=$\frac{q}{t}$，故在t時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的電荷量為It，通過橫截面的自由電子數(shù)目為$\frac{It}{q}$．

解答 解：A、從微觀角度來說，在t時(shí)間內(nèi)能通過某一橫截面的自由電子必須處于長度為vt的圓柱體內(nèi)，此圓柱體內(nèi)的電子數(shù)目為nvSt，所以nqvSt是長度為vt的銅導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷的電量．故A錯(cuò)誤；
B、由于vt是電子通過的距離，nvt沒意義，缺少面積s，故B錯(cuò)誤；
C、從電流的定義式來說，I=$\frac{q}{t}$，故在t時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的電荷量為It，通過橫截面的自由電子數(shù)目為$\frac{It}{q}$，故C正確；
D、$\frac{It}{qs}$是通過銅導(dǎo)線單位橫截面的自由電子數(shù)，故D錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流的兩個(gè)表達(dá)式，在解答的過程中，不需要推導(dǎo)公式I=neSv，但要特別注意微觀表達(dá)式I=nevS中各物理量的意義．