IV.17 trang 64, 65, 66, 67 SBT Vật lý 11 - Kết nối tri thức: Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron trong một dây đồng tiết diện thẳng 1 $m{m^2}$ có dòng điện 1 A chạy qua...

Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron trong một dây đồng tiết

diện thẳng 1 $m{m^2}$ có dòng điện 1 A chạy qua. Cho biết khối lượng riêng của

đồng $\rho = {9.10^3}kg/{m^3}$và mỗi nguyên tử đồng cho một electron tự do.

Công thức liên hệ giữa m , D là $m = D.V$

Một mol nguyên tử Cu có chứa $6,{023.10^{23}}$nguyên tử Cu

Khối lượng mol nguyên tử của đồng là : ${64.10^{ - 3}}kg/mol$

Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại : $I = Snve$

Lời giải chi tiết :

Ta xét 1mol đồng: Vì mỗi nguyên tử đồng đóng góp một êlectron dẫn nên số electron tự do trong 1 mol đồng là: ${N_e} = {N_A} = 6,{023.10^{23}}$hạt.

Khối lượng mol nguyên tử của đồng là : ${64.10^{ - 3}}kg/mol$

Thể tích của 1 mol đồng là : $V = \frac{m}{D} = \frac{{{{64.10}^{ - 3}}}}{{{{9.10}^3}}} = 7,{1.10^{ - 6}}\left( {{m^3}/mol} \right)$

Mật độ e tự do trong dây đồng là : $n = \frac{{{N_e}}}{V} = \frac{{6,{{023.10}^{23}}}}{{7,{{1.10}^{ - 6}}}} = 8,{48.10^{28}}\left( {{m^{ - 3}}} \right)$

=> Tốc độ dịch chuyển có hướng của electron trong một dây đồng tiết

diện thẳng 1 $m{m^2}$ có dòng điện 1 A chạy qua là : $v = \frac{I}{{nSe}} = \frac{1}{{8,{{48.10}^{28}}{{.1.10}^{ - 3}}.1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 7,{3.10^{ - 5}}m/s = 0,073mm/s$