三、三个速率的区别

例4　在横截面积为1.0 mm2铜导线中通过1.0 A的电流．铜在单位体积中的自由电子数为8.5×1028个，电子的电荷量为1.6×10－19C.试计算这时自由电子的定向移动速率为多少？而常温下金属中自由电子热运动的平均速率约为105 m/s，通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向移动速率，而是电场的传播速率，且电场的传播速率是光速，为3.0×108 m/s，就这些知识，你能否描述一下电路接通后金属导体中自由电子运动的情景．

解析　由I＝，且q＝nSvte，则I＝neSv，所以v＝，可算出自由电子的定向移动速率v约为7.4×10－5 m/s.金属导体中各处都是自由电子，电路一旦接通，导线中便以电场的传播速率3.0×108 m/s在各处迅速地建立起电场，在这个电场的作用下，导线各处的自由电子几乎同学时开始以很小的定向移动速率7.4×10－5 m/s做定向移动，整个电路几乎同学时形成了电流，但同学时由于金属中自由电子热运动的平均速率约为105 m/s，显然这个速率远大于自由电子的定向移动速率，所以金属导体通电后，导体各处的自由电子几乎同学时开始在原本速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动．

答　见解析

1．(对电流的理解)关于电流的方向，下列叙述中正确的是(　　)

A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向

B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定

C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向

D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向，有时与负电荷定向移动的方向

答　C

解析　电流的方向是人为规定的，物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反．

2．(公式I＝的应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电