204 電流■ 図のような, 断面積 S [m²] の導体中を (a)
自由電子が一定の速さv[m/s] で一方向に移動してい
ると仮定する。 単位体積当たりの自由電子の数を
n [個/m²], 電子の電気量の大きさをe=1.6×10-19C
として次の問いに答えよ。
(1) 導体の断面A (斜線部) を t [s] 間にQ [C] の電気量
が通過するとき、電流の大きさ / [A] をQとtで表せ。
(2) 図 (a)のように, 時刻 0sに断面A右側の長さ vt [m]の円柱内にいた電子は,時刻 t
[s] に図(b)の断面A左側の円柱内に移動する。 よって, この円柱に含まれる自由電
子の数から断面Aを通過する電気量 Q [C] がわかる。 電流の大きさⅠ [A] をe, n, v,
Sで表せ。
(3) 銅の単位体積当たりの自由電子の数は 8.5×1028 個 / m² である。 銅線の断面積を1.0
mm² とし, 1.0Aの電流が流れるとすると, 自由電子の速さ は何m/sか。
[16 近畿大 改] 192
(b)
OS
t[s]
oti
A
①