Question

两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆，串联后接在某一直流电源两端，如图所示．已知杆a的质量小于杆b的质量，杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量，杆a的电阻大于杆b的电阻，假设每种金属的每个原子都提供相同数目的自由电子（载流子）．当电流达到稳恒时，若a、b内存在电场，则该电场可视为均匀电场．下面结论中正确的是（  ）

A．两杆内的电场强度都不等于零，且a内的场强大于b内的场强

B．两杆内的电场强度都等于零

C．两杆内载流子定向运动的速度一定相等

D．a内载流子定向运动的速度一定大于b内载流子定向运动的速度

Answer

A

【解析】

试题分析：两杆内都建立电场，场强不为零，根据E=和U=IR分析场强的大小；根据电流的微观表达式I=nqvS，分析载流子定向移动速率关系．

【解析】

A、B：ab串联接在电源的两端，两杆内部都存在恒定电场，近似看成匀强电场，则场强为 E=，又U=IR，得E=，d、I相等，得E∝R，杆a的电阻大于杆b的电阻，则a内的场强大于b内的场强．故A正确，B错误．

C、D：根据电流的表达式I=nevS，又单位体积内载流子数目n=NA•，m是质量，M是摩尔质量，NA是阿伏伽德罗常数，V是体积，则得：I=．

由题意，S、V、e、NA相等，串联时电流I相等，已知杆a的质量小于杆b的质量，杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量，由上式不能确定载流子定向移动速度v的大小，故CD错误．

故选：A．

【点评】解决本题关键要掌握场强与电压的关系式E=，欧姆定律U=IR，以及电流的微观表达式I=nevS．