简答题

已知铜的相对原子质量A=63.75,质量密度ρ=8.9×103kg·m-3.  (1)技术上为了安全,铜线内电流密度不能超过6A·mm-2,求此时铜线内电子的漂移速度为多少?   (2)求T=300K时,铜内电子热运动平均速度,它是漂移速度的多少倍?

正确答案

(1)原子质量单位为u=1.66×10-27(kg),一个铜原子的质量为m=Au=1.058×10-25(kg),
铜的原子数密度为n=ρ/m=8.41×1028(个·m-3),如果一个铜原子有一个自由电子,n也是自由电子数密度,因此自由电子的电荷密度为ρe=ne=1.34×1010(C·m-3).
铜线内电流密度为δ=6×106(A·m-2),
根据公式δ=ρev,得电子的漂移速度为v=ρe/δ=4.46×10-4(m·s-1).

答案解析

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