高校物理「電気」自由電子の速さ等�B

高校物理「電気」自由電子の速さ等�B

◆問題
長さ９．０ｍ、断面積５．０×１０^-7ｍ²、抵抗０．５０Ωの導線に、３．６Ａの電流が流れている。電子の電気量を−１．６×１０^-16Ｃ、導線１ｍ³あたりの自由電子の数を９．０×１０²⁸個として次の問いに答えよ。

(1) 導線の両端の電位差Ｖはいくらか。

(2) 導線内の電場の強さＥはいくらか。

(3) 導線内の自由電子が、電場から受ける力の大きさＦはいくらか。


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◆解説

長さ９．０ｍ、断面積５．０×１０^-7ｍ²、抵抗０．５０Ωの導線に、３．６Ａの電流が流れている。電子の電気量を−１．６×１０^-16Ｃ、導線１ｍ³あたりの自由電子の数を９．０×１０²⁸個として次の問いに答えよ。

力Ｆと電気量ｑ，電場の強さＥの間には、

Ｆ＝ｑＥ

の関係があります。

(2)で求めたようにＥ＝０．２０，ｑは問題文にあるように１．６×１０^-19です。
これらを代入して、

Ｆ＝１．６×１０^-19×０．２０
　＝３．２×１０^-20[Ｎ]


次の問題→自由電子の平均の速さ


◆関連項目
電気・磁気まとめ

江間淳の書籍はこちら
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