Question

如圖所示，某種確定材料的圓柱形導(dǎo)體橫截面的直徑為d、長(zhǎng)為L(zhǎng)，其兩端所加的電壓為U，當(dāng)這三個(gè)物理量中僅有一個(gè)物理量改變時(shí)，關(guān)于導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率，下列說(shuō)法正確是（　�。�

A．電壓變?yōu)?U，導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變

B．導(dǎo)體的長(zhǎng)度變?yōu)?L，導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

C．導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?d，導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變

D．導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?.5d，導(dǎo)體中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)樵瓉?lái)的2 倍

Answer 1

分析：電流的微觀表達(dá)式為：I=neSv；根據(jù)歐姆定律得到電流：I=

U

R

；根據(jù)電阻定律得到電阻：R=ρ

L

S

；最后聯(lián)立分析即可．

解答：解：A、電壓變?yōu)?U，根據(jù)歐姆定律，電流變?yōu)?I，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式為I=neSv，電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)?倍，故A錯(cuò)誤；
B、導(dǎo)體的長(zhǎng)度變?yōu)?L，根據(jù)電阻定律，電阻變?yōu)?R；根據(jù)歐姆定律，電流變?yōu)?span id="jlki1rt" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

1

2

I；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式為I=neSv，電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率變?yōu)?.5v；故B錯(cuò)誤；
C、導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?d，橫截面積變?yōu)?倍，根據(jù)電阻定律，電阻變?yōu)?.25倍；根據(jù)歐姆定律，電流變?yōu)?倍；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式為I=neSv，電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變；故C正確；
D、導(dǎo)體橫截面的直徑變?yōu)?.5d，橫截面積變?yōu)?.25倍，根據(jù)電阻定律，電阻變?yōu)?倍；根據(jù)歐姆定律，電流變?yōu)?.25倍；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式為I=neSv，電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變；故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：高中物理中涉及自由電荷定向移動(dòng)速度的公式只有電流的微觀表達(dá)式I=nqvS．本題考查歐姆定律、電阻定律和電流的微觀表達(dá)式I=nqvS綜合應(yīng)用能力．