Trong một dây dẫn điện bằng đồng có cường độ dòng điện 10,0 A. Giả sử số electron

Giải SBT Vật lí 11 Chủ đề 4: Dòng điện, mạch điện

Câu 4.15 trang 47 SBT Vật Lí 11: Trong một dây dẫn điện bằng đồng có cường độ dòng điện 10,0 A. Giả sử số electron tự do trong kim loại đồng là do mỗi nguyên tử đồng đóng góp một electron. Biết dây đồng có tiết diện 3,00.10^-6 m² khối lượng riêng của đồng là 8,92 g/m³; khối lượng mol nguyên tử đồng là 63,5 g/mol; số Avogadro là 6,02.10²³ nguyên tử/mol. Tìm tốc độ dịch chuyển có hướng của các electron trong dây đồng này.

Lời giải:

Thể tích của một mol đồng: $V=\frac{m}{D}=\frac{\mathrm{63,5} \text{g/mol}}{\mathrm{8,92} {\text{g/cm}}^{\text{3}}}=\mathrm{7,12} {\text{cm}}^{\text{3}}\text{/mol}$$={\mathrm{7,12.10}}^{-6} {\text{m}}^{\text{3}}\text{/mol}$

Mật độ electron dẫn điện là: 

$n=\frac{{\mathrm{6,02.10}}^{23}\text{ electron /mol}}{{\mathrm{7,12.10}}^{-6} {\text{m}}^{\text{3}}\text{/mol}}={\mathrm{8,46.10}}^{28}{\text{ electron /m}}^{\text{3}}$

Tốc độ dịch chuyền có hướng là 

$$\begin{gathered} v=\frac{I}{\text{ neS }} \\ =\frac{\mathrm{10,0} \text{A}}{\left({\mathrm{8,46.10}}^{28}{\text{ electron /m}}^{\text{3}}\right)\left({\mathrm{1,60.10}}^{-19}\text{C}\right)\left({\mathrm{3,00.10}}^{-6} {\text{m}}^2\right)} \\ ={\mathrm{2,46.10}}^{-4}m/s \end{gathered}$$