1.物理上常把電流的形成與水流的形成進行類比。閱讀以下材料,完成填空和推導。
(1)水管中的水朝一定方向流動,就會形成水流。如圖1所示,設水流動的速度為v,水管的橫截面積為S,水的密度為ρ,則在t時間內流過水管某一橫截面的水的體積V=
,在t時間內流過該橫截面的水的質量m=
,單位時間內流過該橫截面的水的質量即水流量I′=
。
(2)導體中的自由電荷發(fā)生定向移動就會形成電流。物理學中把單位時間內通過導體某一橫截面的電荷量叫做電流強度,用I表示。如圖2所示,已知金屬導體的橫截面積為S,導體中單位體積內的自由電荷數為n,每個自由電荷的電荷量為q,自由電荷定向移動的速度為v,請你仿照(1)中水流量的推導過程,推導出電流強度I的表達式。(用已知量符號表示)