《2025年教材完全解读高中物理必修第三册粤教版》

例1-2 2025·广州检测
一正负电子对撞机的储存环可近似看作周长为$ 240\ m $的圆形轨道，在整个环中运行的电子数目为$ 5 × 10^{11} $个，电子的速度是$ 3 × 10^7\ m/s $，元电荷$ e = 1.6 × 10^{-19}\ C $，则环中的等效电流是()。

A.$ 10\ mA $
B.$ 1\ mA $
C.$ 0.1\ mA $
D.$ 0.01\ mA $
解：$ 5 × 10^{11} $个电子的总电荷量为$ q = 5 × 10^{11} × 1.6 × 10^{-19}\ C = 8 × 10^{-8}\ C $，电子运动的周期为$ T = \frac{l}{v} = \frac{240}{3 × 10^7}\ s = 8 × 10^{-6}\ s $，则环中的等效电流为$ I = \frac{q}{T} = \frac{8 × 10^{-8}}{8 × 10^{-6}}\ A = 10\ mA $，故$ A $正确。
答：$ A $

答案： A

例2-1 2025·潮州市高级中学检测
某根导线的横截面积为$ S $，已知该导线材料密度为$ \rho $，摩尔质量为$ M $，电子电荷量为$ e $，阿伏加德罗常数为$ N_A $，设每个原子只提供一个自由电子，则该导线中自由电子定向移动的平均速率为$ v $时，导线中通过的电流为()。

A.$ \frac{N_A e v \rho}{S M} $
B.$ \frac{N_A e v S}{\rho M} $
C.$ \frac{e v S \rho}{M N_A} $
D.$ \frac{N_A e v S \rho}{M} $
解：自由电子定向移动的平均速率为$ v $，设导线中自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为$ t $，每个原子可提供一个自由电子，则导线中原子数目与自由电子的总数相等，为$ n = \frac{v S \rho t}{M} N_A $，$ t $时间内通过导线横截面的电荷量为$ Q = n e $，则电流大小$ I = \frac{Q}{t} = \frac{N_A e v S \rho}{M} $，故选项$ D $正确。
答：$ D $

答案： D