1.不同导体中电流的计算方法
(1)金属导体中的自由电荷只有自由电子,运用I=计算时,q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。
(2)电解液中的自由电荷是正、负离子,运用I=计算时,q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。
(3)处于电离状态的气体中的自由电荷既有正、负离子,也有自由电子,利用公式求气体导电电流时,q应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和。
2.两个公式的比较
类型一 电流的计算
【例1】 某电解池中,若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( )。
A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A
点拨:电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,而正电荷的定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的,只不过正电荷定向移动形成电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。
解析:电荷的定向移动形成电流,但正、负电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和。故由题意可知,电流由正、负离子定向运动形成,则在2 s内通过截面的总电荷量应为q=1.6×10-19×2×1.0×1019 C+1.6×10-19×1×2.0×1019 C=6.4 C。
根据电流的定义式得I== A=3.2 A。
答案:D
题后反思:正确理解电流的形成,当正、负电荷都参与定向移动时,正、负电荷对电流的形成都有贡献。
触类旁通:在例1中,如果在2 s内到达阳极的负离子和到达阴极的正离子的电荷量都是3.2 C,那么电解池中的电流又是多大?
类型二 电流的微观解释
【例2】 截面积为S的导线中通有电流I。已知导线每单位体积中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是V,则在时间Δt内通过导线横截面的电子数是( )。
A.nSvΔt B.nvΔt
C. D.
点拨:电子数等于总电荷量除以每个电子的电荷量,只要求出通过导体截面的电荷量