Областная олимпиада по физике 2015, 11 класс, теоретический тур

Проводник сечение, которого $0,64$ мм$^2$ изготовлен из железа. По нему течет ток $24$ A. Определить среднюю скорость направленного движения электронов, считая, что число свободных электронов $n_{0}$ в единице объема равно числу атомов $n_{0}'$ в единице объема проводника. Плотность железа $7,8$ г/см$^3$, молярная масса железа $56$ г/моль, заряд электрона равен $e=1,6\cdot 10^{-19}$ Кл, число Авогадро $6,02\cdot 10^{23}$ моль$^{-1}$. (7 баллов)

Комментарий/решение

$v = \dfrac{l}{t}$

$q = Ne$

$I = \dfrac{q}{t} = \dfrac{Ne}{t}$

$N = n_{0}V = n_{0}Sl$

$n_{0} = n_{0}^` = \dfrac{N}{V} = \dfrac{\dfrac{m}{M} N_{A}}{Sl} = \dfrac{ \rho }{M} N_{A}$

$I = \dfrac {e \dfrac{\rho}{M} N_{A}{Sl}}{t} = e \dfrac{\rho}{M} N_{A}{Sv}$

$v = \dfrac {IM}{\rho N_{A} Se}$

$v = 2.80$ мм/с