所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间:t=.
根据公式q=It可得:
导体AD中的电流:I===nqSv.
由此可见,从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速度的大小,还与导体的横截面积有关.
(3)两个公式的关系:I=nqSv是由I=推导而来的,从微观角度阐述了决定电流强弱的因素,能够说明为什么不能说电流正比于电荷量,反比于时间的原因.
(4)应用I=计算时应注意以下两点:
①导体若为金属,则q为自由电子带电荷量的绝对值.
②导体若为电解液,则q应为正负离子带电荷量的绝对值之和.
2.电子定向移动速率、电子热运动的速率、电流传导的速率是否为一回事?
电子定向
移动速率 电流就是由电荷的定向移动形成,电流I=neSv,其中v就是电子定向移动的速率,一般为10-5 m/s的数量级 电子热运
动的速率 构成导体的电子在不停地做无规则热运动,由于热运动向各个方向运动的机会相等,故不能形成电流,常温下电子热运动的速率数量级为105 m/s 电流传
导速率 等于光速,闭合开关的瞬间,电路中各处以真空中光速c建立恒定电场,在恒定电场的作用下,电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流
一、电流的定义
【例1】 已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的核外电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?
答案
解析 所谓等效电流,就是把电子绕核运动单位时间内的电荷量通过圆周上各处看成是持续运动时所形成的电流,根据电流强度的定义即可算出等效电流的大小.
截取电子运动轨道的任一截面,在电子运动一周的时间T内,通过这个截面的电荷量q=e.则有:I==
再由库仑力提供向心力,有:k=mr得
T=
解得I=
二、电流的微观表达式
【例2】 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流强度为I,设每单位体积导线有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子定向移动的速度为v,在Δt时间里,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )
A.nvSΔt B.nvΔt
C.IΔt/q D.IΔt/Sq
答案 AC