《电流的微观意义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电流的微观意义（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电流的微观表达式电荷的定向移动形成电流，人们规定正电荷定向移动的方向为电流方向，通过导体横截 面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值叫做电流，定义式为I =q，单位是A.一、决定因素设金属导体的横截面积为 S,单位体积内的自由电子数为n,自由电子定向移动的速率为v,那么时间t内通过某一导体横截面的自由电子数为nSvt.如果电子的电荷量为 e,那么时间t内通过横截面的电荷量 q = neSvt.根据| = q，就可以得到电流和自由电子定向移动速t 率的关系式 I = n eSv.二、三种速率5I =neSv中的是v电荷定向移动的速率，非常小，约为10 m/s,而电荷无规则热运动速度很大约为10
2、5m/s.电路合上电键，远处的电灯几乎同时亮，所用时间极短，这是电场的传播速 度决定的，此速度等于光速3 108m/s.三、典例分析题型【例1】如图是静电除尘器示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，AB之间有很 强的电场，空气被电离为电子和正离子 ，电子奔向正极 A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉 带负电，吸附到正极 A上,排出的烟就成为清洁的了 .已知每千克煤粉会吸附 nmol电子，每昼夜能除尘mkg ,计算高压电源的电流强度（已知电子的电荷量为 e,阿伏加德罗常数为 NA,一昼夜时间为t）思路点拨 由电流的定义式I二q来求解，要特别注意q的含义t解析 由于电离出的气体中的电子和
3、正离子同时导电，则流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电荷量q 的关系是：q 而q =mnNAe所以 匸.2 =,q 2q 2mnNkeIt tt争案2m nNAe皿t【变式练习1】：有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为，设每单位体积的导线中有 n的自由电子数目可表示为A. nvS B. nv ：t个自由电子，电子的电荷量为q 此时电子的定向移动速度为v,在9时间内，通过导线横截面ItItC.D.-qSq解析 根据电流的定义式可知，在 t内通过导线横截面的电荷量Q二1讥所以在这段时间内通过的自由电子数为N = 2 =兰q q所以C项正确，D项错.由于自由电子定向移动的速率是 v,因此在时间.v
4、t内,位于以横截面为 S底长丨二v.lt的这段 导线内的自由电子都能通过横截面 （如图）这段导线的体积 V二SI二Sv.lt所以.：t内通过横 截面S的自由电子数为 N二nV二nSv ：t选项A、B均错.答案 C【例2】有一条横截面积为1 mm2的银导线，通过的电流I = 1A .已知银的密度亍=10.5 103kg/m3，银的摩尔质量为m =108g/mol，阿佛加德罗常数Na =6.02 1023mol J，电子的电量为e=1.610 J9C,通过计算说明自由电子定向移动的速度很小。解析 在时间t内自由电子通过横截面积的长度为：l二vt,对应的圆柱体体积为：PVV = Sl = Svt，对应圆柱体内自由电子个数为：nNam由以上几式结合 n =丄得 v ePNASe带入数据解得v 110*m/s显然这样的速度很小。【变式练习2】：同一根导线分别通一下的电流，并保持温度不变，当电流较大时，下列说法中正确的是（AB ）A 单位体积自由电子数相同B.自由电子定向移动的速率较大C.自由电子热运动速率较大D.电流传导速率较大
