Question

15．如圖所示，R₁和R₂是同種材料，厚度相同，上、下表面為正方形的導(dǎo)體，但R₁的尺寸比R₂的大．在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖，則R₁中的電流等于（選填“大于”、“小于”或“等于”）R₂中的電流；R₁中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于（選填“大于”、“小于”或“等于”） R₂中自由電荷定向移動(dòng)的速率．

Answer 1

分析 R₁和R₂是材料相同，電阻率ρ相同．設(shè)正方形導(dǎo)體的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，根據(jù)電阻定律R=ρ$\frac{L}{S}$研究電阻的關(guān)系．然后由歐姆定律及電流的微觀表達(dá)式分析答題．

解答 解：導(dǎo)體的電阻率為ρ，厚度為d，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，則由電阻定律得：導(dǎo)體的電阻R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{Ld}$=ρ$\frac{1}p9vzz9i$，R與邊長(zhǎng)L無關(guān)，故R₁=R₂．
通過電阻的電流I=$\frac{U}{R}$，由于U與R都相同，則通過兩電阻的電流相同；電流I=nevS=nevLd，由于I、n、e、d相同，則L越大，v越小，則R₁中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于R₂中自由電荷定向移動(dòng)的速率；
故答案為：等于，小于

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻定律的應(yīng)用；要注意明確根據(jù)本題的結(jié)果，可以將導(dǎo)體微型化，而電阻不變；這是物理規(guī)律在實(shí)際中應(yīng)用的范例之一．