Khối lượng mol nguyên tử của đồng là \(64.10^{-3} kg/mol\) . Khối lwọng riêng của đồng là \(8,9.10^{3} kg/m^3\). Biết rằng mỗi nguyên tử đồng đóng góp 1 êlectron dẫn

a) Tính mật độ êlectron tự do trong đồng

b) Một dậy tải điện bằng đồng, tiết diện \(10 mm^2\), mang dòng điện 10A. Tính tốc độ trôi của electron dẫn trong dây dẫn đó

Nhận định và phương pháp:

Bài 8 là dạng bài xác định mật độ êlectron tự do trong nguyên tử đồng và tốc độ trôi của electron dẫn trong dây dẫn đồng.

Cách giải :

Ta tiến hành giải theo các bước như sau:
- Bước 1: Áp dụng công thức tính mật độ êlectron tự do: \(n = \frac{{{N_A}.{\rm{ }}D}}{A}\)
- Bước 2: Áp dụng công thức tính điện trở của dây dẫn: \(R=\rho \frac{\l }{S}\)
- Bước 3: Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn: U=IR
- Bước 4: Cường độ điện trường trong dây dẫn: \(E = \frac{U}{l}\)
- Bước 5: Suy ra công thức tính vận tốc trôi và thay số tính toán: \(V_1=\mu _nE\)

Lời giải:

Áp dụng phương pháp trên để giải bài 8 như sau:
Ta có:

Câu a:

Mật độ:

\(n = \frac{{{N_A}.D}}{A} = \frac{{6,{{023.10}^{23}}.8,{{9.10}^3}}}{{{{64.10}^{ - 3}}}}{\rm{ = }}8,{375.10^{28}}\,electron/{m^3}\)

Câu b:

Điện trở của dây dẫn: \(R=\rho \frac{\l }{S}=1,69\Omega\)
Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn: U=IR= 16,9 V
Cường độ điện trường trong dây dẫn:

\(E = \frac{U}{l} = 1,69.{\rm{ }}{10^{ - 2}}V/m\)

Vận tốc trôi:

\(V_1=\mu _nE\)= \(4,{37.10^{ - 3}}.1,{69.10^{ - 2}} = 7,{38.10^{ - 5}}m/s\)

-- Mod Vật Lý 11

Bài tập 8 trang 78 SGK Vật lý 11