物理
大学生

私立医学部の問題です
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[IT ] 長き,断面積の一様な針金の両給を電圧 の電池につないだとき, その回路において 成立する電流の大きさやジュールの法則に関して, 電子の運動の立場から 1 つの仮説を作ること を考える。論理的につじつまが合うよう, 下記の文章の| | に適した答えを記せ。なお, 自 由電子 1 個の質量および電荷の大きさを, それぞれm およびとする。また 針金の形状は由柱 と考える。 針金の内部には, 長さんの方向に// の電場が生じていると考え。 自由電子は長さ方向にしか 運動しないと仮定する。 針金の中の自由電子は。 その電場から力を受けて加速されるが。 針金 構成している原子に大性衝内していったん停止し直ちに電場によって加速されるものと考え る (停止している時間をゼロ秒とする) 。このように。 電子は豚間的な停止等加速度運動とを 多数回線り返すが, 等加台度運動しでいる時間は常に一定値ずとする。このとき。 自由電子1側 が針金の一粒から出発しで他鳩に達するまでの時間は。 / のeV)である。 このような自由 電子の流れが電流であると考え針金内に単位体積当たり ヵ 個の自由電子があるとすると, 電流 の大ききは 78Vである。また, 針金の抵挑値は / ⑦S) と表される。 ところで, 1 個の自由電子が 1 回の非細作衝突によって失うエネルギーは [| ェ ] / (2の である。このエネルギーは自由電子 1 個に対して時間 ごとに失われるのであるから。 単位時間 当たり, 針金の中の全自和電子が失うエネルギーは。 SVSx / (2mが) である。 これは。 単位時間当たりに発生するジュール熱に等しい。

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