Question

如圖所示，某種確定材料的圓柱形導體橫截面的直徑為d、長為L，其兩端所加的電壓為U，當這三個物理量中僅有一個物理量改變時，關于導體中自由電子定向運動的平均速率，下列說法正確是（　　）

A．電壓變?yōu)?U，導體中自由電子定向運動的平均速率不變

B．導體的長度變?yōu)?L，導體中自由電子定向運動的平均速率變?yōu)樵瓉淼?倍

C．導體橫截面的直徑變?yōu)?d，導體中自由電子定向運動的平均速率不變

D．導體橫截面的直徑變?yōu)?.5d，導體中自由電子定向運動的平均速率變?yōu)樵瓉淼? 倍

Answer 1

分析：電流的微觀表達式為：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)電流的微觀表達式為I=neSv，電子定向運動的平均速率變?yōu)?倍，故A錯誤；
B、導體的長度變?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="4gj5q4s" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

1

2

I；根據(jù)電流的微觀表達式為I=neSv，電子定向運動的平均速率變?yōu)?.5v；故B錯誤；
C、導體橫截面的直徑變?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)電流的微觀表達式為I=neSv，電子定向運動的平均速率不變；故C正確；
D、導體橫截面的直徑變?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)電流的微觀表達式為I=neSv，電子定向運動的平均速率不變；故D錯誤；
故選C．

點評：高中物理中涉及自由電荷定向移動速度的公式只有電流的微觀表達式I=nqvS．本題考查歐姆定律、電阻定律和電流的微觀表達式I=nqvS綜合應用能力．