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电流是电子定向运动的宏观体现,从微观上看,就是电子一个个的移动,“一个走了,一个才会过去”

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/09 03:40:28
电流是电子定向运动的宏观体现,从微观上看,就是电子一个个的移动,“一个走了,一个才会过去”
为什么?
电流是电荷定向移动的体现.电流方向规定与正电荷运动的方向相同,也就是与负电荷运动的方向相反.
注意:说是“电子定向运动”是错误的,只要是电荷,不管是电子,质子还是带点的宏观物体都可以现成电流.
而你说的“一个走了,一个才会过去”也是完全错误的说法,
就举金属导体传递电流的例子说明:
金属导体内内部本身存在大量自由电子,这些电子的运动方向完全是杂乱无章的,而且是较高速,当外界对导体施加电场时,(也就是通电时)导体内部会产生场,而电子在电场中会受到电场力的作用,会使电子的运动方向发生偏移①,所有的电子都朝低电势一方偏向高电势一方,这些偏移的累加效果就是所谓的“定向移动”也就产生了电流.
备注:
①:电子的运动方向是不订的,偏移的微观体现是与电场力方向一致的加速,相反方向的减速,其他方向的类似抛体运动,总的效果就是朝着一个方向偏移.
再问: 1.“其他方向的类似抛体运动”什么意思? 2.我主要指的是金属,所以以“电子”为例说电流。 3.不管加不加电场,电子的运动都是杂乱无章的,向各个方向移动。只是加了电场后,沿电场力方向的移动大于电场力反方向的移动,对吗? 4.“一个走了,一个才会过去”我搜了一下,很多人都这么说,一定是有道理的,比如有说“不走没位置”,只是我不理解。
再答: 1,先解释一下抛体运动,抛体运动,实际上就是给定速度的物体在恒力下的运动,初速度与恒力方向的夹角有5种情况,0度是下抛,0-90是斜向下抛,90度是平抛,90-180是斜向上抛,180是竖直上抛。那些电子在电场中的运动,和抛体在重力场中的运动实际上规律是一样的。 2,略 3,你说的没什么大问题!但是要注意,不能说“沿电场力方向的移动大于电场力反方向的移动”应该说是大量的电子往受到电场力方向的移动的总量大于往反方向运动的总量。宏观表现就是产生了电流。 4,电子是微观的物质,用“一个”来形容虽然有点不严谨,但是在思考方式上也可以这样处理! 在电路中,电源、导线、用电器之间形成一个回路,自由电子是在这个回路中不断循环的,也就是说,电子从电源负极“流出”,经过导线‘用电器然后回到电源正极,然后参与下一步循环,而这个过程中,各个电路部分的电子数量是不变的。有多少电子“流出”电源负极,就有多少电子“流进”电源正极,其他所有元件也都是这样! 注:电子“流出”电源负极的意思是,在同一时间内,既有电子离开电源负极,又有电子进入电源负极,但是此处电场力的方向是由负极指向导线的,所有由负极流向导线的电子在数量上大于流进负极的电子数量,电路中其他任意横截面都是同样的情况!所以整个电路中就形成了电子定向运动的趋势。
再问: 对于3,我的说法错在在电场力作用下,把每个自由电子都朝电场力方向移动。其实,虽有电场力的作用,但仍有自由电子会逆着电场力方向运动。(原因是遭到了碰撞?)只是每一时刻每一截面(是每一时刻吗?)沿电场力方向运动的自由电子数量大于反方向运动的而已?只是如此的话,怎能保证电流处处相等呢?沿电场力方向移动的自由电子数减反方向的是定值?又为什么比较的是电子的速度而不是移动距离?
再答: 电流的大小I=Q/t (电流大小等于电荷量除以所用的时间) 也就说,电流大小直接相关的是电子数量(也就是电荷量)和所用时间,跟电子的速度无直接关系。只是说,电场越强,可以理解成电子定向运动速度越快,导致单位时间通过的电子越多,那么电流越强!
再问: “怎能保证电流处处相等呢?”
再答: 就像一根水管,里面输送水一样! 对于一段水管来说,你不可能进去的水水多,出来的水少吧!同样,也不可能进去的少,出来的多吧! 水管里面的水流大小,是整个水管的概念,整个水管的水流大小必须是相等的! 同样,导线也一样!推动水流的是水压,推动电流的是电压!