在金属导体中，自由电子的定向移动形成电流，其大小等于1S内通过导体截面的电荷量，学了这一知识后，某科技小组的同学用粗细均匀横截面积为S的圆环形电阻丝，圆环半径为r，电压为U的电源，组成如图所示电路（已知电阻丝单位长度的电阻为R0，单位体积的自由电子数为n，每个电子的电荷量为e）则电阻丝中的电流为________，电阻丝中由电子的总电荷量________，自由电子在电阻丝中定向移动的速度为________．
试题答案
2πrSne
试题解析
知道圆环的半径，从而可以计算出圆环电阻丝的周长，知道电阻丝单位长度的电阻为R0，从而可以计算出圆环电阻丝的阻值，知道电源电压，可利用公式I=计算电阻丝中的电流．
知道圆环电阻丝的周长和横截面积，从而可以计算出圆环电阻丝的体积，又知道单位体积的自由电子数和每个电子的电荷量，从而可以计算出电阻丝中由电子的总电荷量．
根据电流的微观表达式I=nqSv（n是单位体积内的自由电荷数，q是电子的电量，s是导体的横截面积，v是自由电子定向移动的速度）得出电子的速度．
解答：
∵圆环半径为r，
∴圆环电阻丝的周长为2πr，
而电阻丝单位长度的电阻为R0，
∴圆环电阻丝的阻值为：R=2πrR0，
又∵电源电压为U，
∴电阻丝中的电流为：I==；
而圆环电阻丝的横截面积为S，
∴圆环电阻丝的体积为V=2πrS，
又∵单位体积的自由电子数为n，每个电子的电荷量为e，
∴电阻丝中由电子的总电荷量为：Q=Vne=2πrSne；
则自由电子在电阻丝中定向移动的速度为：V===．
故答案为：，2πrSne，．
点评：本题考查了电阻、电流、电荷量、速度的计算，关键是公式和公式变形的理解和应用，同时还考查了利用数学知识计算周长．
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