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    6．有一块长条形的纯净半导体硅，其横截面积为2.5cm2，通有电流2mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5m/s．已知硅的密度为2.4×103kg/m3，原子量是28，电子的电荷量大小为e=1.6×10-19C，若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料中平均多少个硅原子中才有一个硅原子释放出自由电子？阿伏伽德罗常数为N0=6.02×1023mol-1．

    分析 半导体中每放出一个电子则形成一个空穴，二者的移动均可以形成电流，根据电流的定义可明确电子的数目；再根据阿伏加德罗常数可求得有多少个硅原子才放出一个电子．

    解答 解：设此半导体单位体积内有n个自由电子，同时也将有n个空穴；以S表示截面积体积，v1，v2分别表示半导体中空穴和自由电子的定向移动速率，I1和I2分别表示半导体中空穴和自由电子形成的电流，则有：
    I1=nev1s
    I2=nev2s
    总电流I=I1+I2
    由此可得：n=$\frac{I}{e{v}_{1}s+e{v}_{2}s}$
    即单位体积内应有n个硅原子放出一个自由电子；而单位体积内硅 原子的个数N=$\frac{ρ}{M}{N}_{A}$
    则$\frac{n}{N}$=$\frac{\frac{I}{e{v}_{1}s+e{v}_{2}s}}{\frac{ρ{N}_{A}}{M}}$=$\frac{IM}{ρ{N}_{A}es（{v}_{1}+{v}_{2}）}$
    代入数据解得：$\frac{n}{N}$=1×10-5；
    则说明每1×105个原子才放出一个自由电子；
    答：每1×105个原子才放出一个自由电子；

    点评 本题考查电流的形成以及阿伏加德罗常数的应用，要注意明确半导体的怀质，明确空穴也能形成电流；本题相当于是正负电荷同时移动形成的电流．

    练习册系列答案
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    16．为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图所示．若AB=0.4m，α=37°，q=-3×10-7C，F=1.5×10-4N，A点电势ϕA=100V（不计重力，sin 37°=0.6，cos37°=0.8）
    （1）求出电场强度的大小；
    （2）求出AB间的电势差；
    （3）在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势值；
    （2）求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？

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    17．如图所示竖直向上的匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T，水平导轨不计电阻，且不计摩擦，宽为l=0.2m，在导轨上搁一根质量为m=10g、电阻为r=0.1Ω的导体棒，棒与导轨接触良好，且用足够长的水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=50g的重物，导轨上还连着阻值为R=0.4Ω电阻，现让重物从静止开始下落，取g=10m/s2，求：
    （1）求金属棒运动的最大速度vm？及此时电阻R上的发热功率
    （2）当速度为v=10m/s时，棒的加速度大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．一物体在一个水平拉力作用下的粗糙水平面上沿水平方向运动的v-t图象如图甲所示，水平拉力的P-t图象如图乙所示，g=10m/s2，图中各量的单位均为国际单位制单位．

    （1）若此水平拉力在6s内对物体所做的功相当于一个恒定力F′沿物体位移方向所作的功，则F′多大？
    （2）求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．如图所示的v-t图象中．
    （1）开始计时的速度为1m/s，1s末的速度为4m/s，3s末的速度为4m/s，4.5s末的速度为-2m/s；初速度小于（填“大于”或“小于”）4.5s末的速度；
    （2）最初1s内的加速度为3m/s2，1-3s内的加速度为0m/s2，3-4s内的加速度为-4m/s2，4-4.5s内的加速度为-4m/s2．第1s内的加速度和第5s内的加速度方向相反（填“相同”或“相反”）

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    B．时速350公里是指平均速度，921公里是指位移
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