宏觀規(guī)律是由微觀機(jī)制所決定的。從微觀角度看，在沒有外電場(chǎng)的作用下，導(dǎo)線中的自由電子如同理想氣體分子一樣做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，它們朝任何方向運(yùn)動(dòng)的概率都是一樣的，則自由電子沿導(dǎo)線方向的速度平均值為零，宏觀上不形成電流。如果導(dǎo)線中加了恒定的電場(chǎng)，自由電子的運(yùn)動(dòng)過程可做如下簡(jiǎn)化：自由電子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下開始定向移動(dòng)，然后與導(dǎo)線內(nèi)可視為不動(dòng)的粒子碰撞，碰撞后電子沿導(dǎo)線方向的定向移動(dòng)的速度變?yōu)榱悖缓笤偌铀?、再碰撞……在宏觀上自由電子的定向移動(dòng)就形成了電流。
（1）在一段長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的長(zhǎng)直導(dǎo)線兩端加上電壓U，已知單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,電子電荷量為e,電子質(zhì)量為m,連續(xù)兩次碰撞的時(shí)間間隔為t,僅在自由電子和導(dǎo)線內(nèi)不動(dòng)的粒子碰撞時(shí)才考慮它們之間的相互作用力。
①求導(dǎo)體中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E和自由電子定向移動(dòng)時(shí)的加速度大小a；
②求在時(shí)間間隔t內(nèi)自由電子定向移動(dòng)速度的平均值

v

，并根據(jù)電流的定義，從微觀角度推導(dǎo)此時(shí)導(dǎo)線上的電流大??；
（2）自由電子與粒子的碰撞宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線的電阻，請(qǐng)利用上述模型推導(dǎo)電阻R的微觀表達(dá)式，并據(jù)此解釋導(dǎo)線的電阻率為什么與導(dǎo)線的材質(zhì)和溫度有關(guān)。