Номер 2, страница 40, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. Как ведут себя свободные заряженные частицы в проводнике в отсутствие внешнего электрического поля?

2. В отсутствие внешнего электрического поля свободные заряженные частицы в проводнике (например, электроны в металлах) находятся в состоянии непрерывного хаотического теплового движения.

Это движение аналогично движению молекул газа. Электроны движутся с большими скоростями, которые зависят от температуры проводника (при комнатной температуре эти скорости составляют порядка $10^5 - 10^6$ м/с). Они беспорядочно перемещаются в объеме проводника, постоянно сталкиваясь с ионами кристаллической решетки и друг с другом. После каждого столкновения скорость электрона изменяется по величине и направлению случайным образом.

Из-за хаотичности движения в любой момент времени количество частиц, движущихся в одном направлении, в среднем равно количеству частиц, движущихся в противоположном направлении. Это означает, что средняя векторная скорость всех свободных заряженных частиц равна нулю: $\langle \vec{v} \rangle = 0$.

Поскольку нет направленного перемещения зарядов, макроскопический перенос заряда через поперечное сечение проводника отсутствует. Электрический ток, который по определению является упорядоченным (направленным) движением заряженных частиц, в этом случае не возникает. Сила тока $\text{I}$ связана со средней скоростью упорядоченного движения (дрейфовой скоростью) $\langle v_d \rangle$ формулой $I = q n S \langle v_d \rangle$, где $\text{q}$ — заряд частицы, $\text{n}$ — их концентрация, $\text{S}$ — площадь поперечного сечения. Так как в отсутствие поля $\langle v_d \rangle = 0$, то и ток $I=0$.

Ответ: В отсутствие внешнего электрического поля свободные заряженные частицы в проводнике совершают хаотическое тепловое движение. Их движение не имеет преобладающего направления, средняя скорость их упорядоченного движения равна нулю, и, следовательно, электрический ток в проводнике отсутствует.