(1)根据I=可知,I与q成正比.(×)
(2)电流既有大小,又有方向,是矢量.(×)
(3)单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大.(√)
(4)导体中的电流,实际是正电荷定向移动形成的.(×)
三、电流的微观表达式
[导学探究] 如图2所示,AD表示粗细均匀的一段长为l的导体,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q.
图2
(1)AD导体中有多少个自由电荷?总电荷量是多少?
(2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少?
(3)导体AD中的电流是多大?
答案 (1)nlS nlSq (2) (3)I===nqvS
[知识梳理]
1.电流的微观表达式:I=nqvS.式中n为导体中单位体积内的自由电荷数、q为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动速率,S为导体的横截面积.
2.三种速率的比较
(1)电子定向移动速率:电子在金属导体中的平均运动速率,也是公式I=neSv中的v,大小约为10-5 m/s.
(2)电流的传导速率:电流在导体中的传导速率等于光速,为3×108 m/s.闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,电路中各处的自由电子几乎同时定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流.
(3)电子热运动速率:电子做无规则热运动的速率,大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等,故此运动不能形成电流.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)导体中自由电子定向移动的速率等于自由电子热运动的速率.(×)