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.

Phương pháp giải :

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 : \(v = \frac{I}{{nSe}} = \frac{1}{{8,{{48.10}^{28}}{{.1.10}^{ - 3}}.1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 7,{3.10^{ - 5}}m/s = 0,073mm/s\)