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正电荷负电荷与自由电子有什么关系?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/29 05:48:23
正电荷负电荷与自由电子有什么关系?
一直想不明白书上说“电荷在金属杆中可以定向移动,金属是导电的”,又说“金属导电,靠的就是自由电子”,这两句话一个意思吗?我是不是可以理解为电荷=自由电子?我知道元电荷不带电,只是一个数,正电荷和负电荷呢?与自由电子有什么关系?还有,电荷的定向移动称为电流,电流的方向就是正电荷移动的方向,但不是说物体的原子只有质子带正电,而质子不容易失掉么?也就是说正电荷一般是不移动的,导电只是自由电子在移动(是不是自由电子=负电荷?),既然带有正电的质子不移动,只有带有负电的自由电子移动,那为什么把电流方向定为正电荷的移动方向?就像河中的石头,水是向下流的,石头是不动的,为什么要把石头的流向定为正方向?
guoer1981 你说的离子型溶液中的自由移动的离子是什么?离子=失去失去或得到电子的原子对吗?导电也应该是离子得到或失去电子?质子根本不会失掉,我前边的问题就在这呀,那为什么电流方向要与自由电子方向相反呢?
hanchaosmile和lrn076 同学,回答的很详细的,依照你说的,质子不动,物体导电时是自由电子在移动,我可不可以这么理解,一个电路中,电流的方向是从电源的正极经过开关用电器等到负极,从原子的角度讲其实只是自由电子从电源的负极移动到正极,质子等都没动?
解释你的问题补充:
1、发现电流的时候,还不知道电流的形成原因,但是知道有两种电荷,科学家猜想了电流产生的三种可能:1可能是正电荷的定向移动,2可能是负电荷的定向移动,3可能正负电荷一起相对移动.
规定正电荷移动方向为电流方向全是因为方便.事实上定向移动的不是正电荷,而是带负电的核外电子,事实上带正电荷的原子核是不动的.
2、根据相对运动,电子的反方向运动,就相当于正电荷的正方向运动,为方便考虑问题,所以采用后者来描述电流的运动方向.
3、金属是由原子组成的,固态金属的原子核是很稳定的,可以说是不动的(或说自由移动的空间非常非常小,相当于不动),动的只有核外电子,导体的核外电子容易形成定向移动,因为电子是负电荷,所以电子移动的反方向就是我们所说的电流方向.
(我是按照初中标准给的浅显答案,需要更进一步分析可以一起讨论,不过以上对于初高中来说够用了)
再次补充:你说的一点没错,就是电子从电源负极出来,流向正极,而正电原子核始终没动!
看你这么聪明,关于电子为什么通电了就会这样移动也顺带做个解释吧.
首先通电回路会在导线中产生一个由正极指向负极的电场,电子才会由负极流入正极,从正极钻到电池里面去.而你知道吗?在电池的内部恰好有一个相反的电场,这个电场是由负极指向正极的,它在电池的内部而不是在导线中,这样,外部的电流方向和内部的电流方向形成了一个同指向封闭的回路.电池内部的电场会使钻入电池的电子(电子从负极出来,通过导线流入电池正极)在电池的内部由正极向负极流动,最后从电池的负极钻出来,进入导线中,导线中的电子,再在导线中那个电场的作用下在导线中流向正极,从电源正极钻进电池里面去,如此循环下去,进入电池正极的电子与流出电源负极的电子一样多.并没有消失.另外,电池内外的电场力,都是由电池内部的化学能提供的,电池里的化学物质正极发生还原反应,吸收回路中的电子,电路中的电子从正极钻入电源;负极发生氧化反应,向导线中释放电子,刚才钻入电源的电子从负极钻出.一旦化学能耗尽,还原反应与发生氧化反应就结束了.电池就不能让导线中的电子从正极钻到电源内部,也不能让电源内部的电子从负极钻出来进入导线,这样电路中的电子不能电源内部与导线之间循环流动,电池也就没电了.
另:补充lrn076同学对键盘的解释,为什么现在的键盘是按照QWERTY这样的布局呢?这是因为最初的打字机是全机械结构的打字工具,如果打字速度过快,某些键的组合很容易出现卡键问题,于是肖尔斯发明了这种键盘布局,他将最常用的几个字母安置在相反方向,最大限度放慢敲键速度以避免卡键.肖尔斯在1868年申请专利,1873年使用此布局的第一台商用打字机成功投放市场.这就是为什么有今天键盘的排列方式.
所以不是大家认为的这种布局打字速度快,实际上QWERTY的键盘按键布局方式非常没效率,因为这种布局恰恰是为了放慢打字速度而设计……
国外某强人近年来发明了一款打字最快的键盘布局,现在国外高端的打字员都用那种键盘,而大众,习惯的才是方便的,老百姓谁追求极限的打字速度呢?这是一个非常典型的“劣势产品战胜优势产品”的例子.