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

题目

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N_A=6.02×10²³mol^-1，电子的电量e=-1.6×10^-19C，求铜导线中自由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自由电子．

答案

设铜导线长为L
则体积为LS
质量m=LSρ
摩尔数n=

m

M

；
总的自由电子数为nN_A
电荷量为q=nN_Ae
全部通过该铜线截面时间为t=

L

v

则I=

q

t

＝

nNAev

L

＝

sρNAev

M

；
即V＝

MI

sρNAe

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