“电流”的种类及其计算

一、金属中的电流当金属导体两端有电压时,导体内部的自由电子在电场力的作用下定向移动形成电流. 在导体中除了电子定向移动外,还有电子的热运动,那么它们之间分别有何特点呢? 1.自由电子定向移动速率:它与导体中的电流强度、截面大小以及自由电荷的密度有关.通常电路中其数量级仅约10~10-5mm/s,这一结论是如何得出来的?     

形形色色的电流

一、金属中的电流金属中的自由电子定向移动形成电流.自由电子定向移动的速率与导体中的电流强度、横截面大小以及自由电荷的密度有关.通常,定向移动速率的数量级约为10-4～10-5m/s.     

编撰信息题 解答并释疑

常温下，除金属原子的最外层电子易脱离原子核外，其余的电子仍围绕原子核运动．这些电子叫束缚电子．金属都是晶体，其晶格都是由金属原子构成的．常温下，由于金属原子的热运动，金属的最外层电子脱离原子核的吸引，在晶格中无规则的自由运动，这样的电子叫自由电子．     

电解电池中的电流强度

我们用金属导线把一个电解电池跟一个电源电池连接起来,就有电压加在导线两端和加在电解电池的两极上,在导线中和电解电池中都建立了电场。导线中的自由电子除作热运动外、受电场力作用作定向移动形成电流;电解电池中的正、负离子,除作热运动外,受电场力作用各向着阴极和阳极移动形成电流。在整个电路中,同一瞬间通过导线各处截面的自由电子的电量和通过电解电池内各处截面的正、负离子的电量之和总是相     

示波管、显像管的物理基础

“中学物理是一门基础学科 ,是整个自然科学和现代技术发展的基础 .物理知识在现代生活、社会生产、科学技术中有着广泛的应用 .”高中《物理》课本中示波器原理等足以体现《大纲》这一精神 .示波器作为科技工作必备的基础工具 ,是新世纪学生必须掌握的 ,显示器件作为现代技术的终端 ,提供可视的图文 ,在现代生产、生活、科研、军事、航海、航天等诸多领域大显身手 ,无所不在 ,无法不用 ,足见其重要性 .因此 ,新教材安排了这部分内容的实验和专题 ,由选修改为必修 .但是 ,要使学生真正掌握好示波管、显像管的工作原理 ,了解示波器、显像管的使用 ,必须进行系统的、深入的分析 .现就此问题在此作一分析与归纳 ,突出其物理基础 .一、热电子发射我们知道 ,金属内部有大量的自由电子 ,自由电子在离子间不停地无规则热运动 .当电子趋近金属表面时 ,受到正离子向内的拉力将急剧增加 ,好像金属表面对电子形成了一道壁垒 .通常情况下 ,自由电子能量较少 ,无法越过这个壁垒 ,仅仅局限在金属内部自由运动 .如果设法增加自由电子的能量 ,如给金属加热 ,自由电子的能量随温度升高而增大 ,其中一部分电子可以获得足够的能量 ,克服表面层阻力而...     

带电粒子在正弦交变电场中究竟作什么运动

在中学里碰到这样一个问题:在两块平行金属板之间的空间里,有一静止的带电粒子,质量为m,带电量为q,重力忽略不计。当两平行金属板间加上正弦交流电时(如下图),该带电粒子将作什么样的运动? 大部份同学认为粒子将作简谐振动。他们的理由是课本中有一道练习题:在金属导体中,自由电子的无规则热运动对于电流的形成不起作用,可以不予考虑。稳恒电流是自由电子沿某一方向做匀速运动形成的。那么,自由电子做什么样的运动才会形成按正弦规律变化的交流电呢?(见高中物理课本下册,80年版p.164,第2题)它的答案是:自由电子做简谐振动(见“教参”下册p.117(2))。由此推理,带电粒子在两金属板间受正弦交变电场作用,似乎也作简谐振动。然而,以上的答案不能说是完全正确     

电流是怎样形成的

“金属导体中的电流是怎样形成、怎样流动的？”“电流为什么流得那么快？”有的同学认为，电流既然是电荷定向移动形成的，就应与水的流动差不多；电源就是电流之“源”，只要一台上开关，电荷就会从电源正极源源不断地流向电源的负极，因此图1中的甲灯比乙句光亮．其实，这种认识是不对的．我们知道，金属导体中稠密地分布着许多自由电子．在接电源前，它们是在作无规则的热运动．从总体看，没有走向运动，因而不能形成电流，当导体接到电源上．导体两端具有一定电压时，每个自由电子除作原有的无规则热运动外，还将发生走向运动，就是电…     

金属电阻的微观机理分析——对2014年北京高考理综物理压轴题的探讨

2014年北京高考理综物理压轴题中指出"经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞"。结合经典物理学,从定性分析和定量计算两方面分析定向运动的自由电子和金属离子的碰撞,以阐述金属电阻的微观机理。     

自由电子在强激光场中的运动

在强激光场中,自由电子的运动主要由激光场来支配,我们可以把自由电子看成经典的自由电子,把自由电子的运动看作完全经典的振动,用经典的方法来描述自由电子的运动图像.通过求解经典牛顿运动方程,求出自由电子运动速度的最大值,以求出相应的最大动能.     

浅析“逸出功”的定义

逸出功又叫脱出功或功函数。现行高中物理课本中(例如甲种本第三册第227页)把“直接从金属表面出来的光电子克服金属原子的吸引所做的功叫做这种金属的逸出功”。这样来定义逸出功是欠妥的,因为按照此定义爱因斯坦光电效应方程将不是 1/2mV_m~2=hγ-w 〈1〉的表述形式。其理由是在光电效应现象里那些直接从金属中逸逃出来的光电子应为自由电子。这是因为自由电子受原子核的束缚作用较小,它吸收了光子的能量之后最容易逃逸出来。而自由电子又具有较大的热运动速     

电阻及其在电路中的作用

电阻既是物理概念，又是重要的电学元件作为物理概念，电阻是指“导体对电流的阻碍作用”.电阻越大对电流的阻碍作用越大，电阻越小对电流的阻碍作用亦越小、导体的电阻是导体本身的一种属性，一切身体在通常情况下都有电阻．那么导体的电阻是怎样产生的呢？对于金属导体来说，在导体内部存在着只能在各自的平衡位置附近作无规则振动的原子和正离子，以及可以自由移动的自由电子．在导体两端未加电压时，自由电子只作无规则的热运动，当导体两端加有电压后，导体中的自由电子在作无规则运动的同时又作了定向移动。电子的定向移动就形成了电…     

三相交流电难点的教学

三相交流电与生产实际联系紧密,学好这部分内容对学生以后的升学或直接参加生产建设都有重要意义。这部分教材有如下几个难点。需要在教学中注意克服: (一)三相平衡交流电的星形接法中性线为何可以去掉? 产生这个问题的症结在于不了解导体中有电流时电荷的运动情况。对此可引导学生回忆物质的导电性及振动和波的有关知识。当金属导线中有直流电通过时,其中的自由电子在热运动的基础上迭加了一个定向运动。当导线中通过交流电时,其中自由电子     

量子费米气体的热力学性质

金属的自由电子气是一种典型的量子费米气体.无论在n维空间中还是在极端相对论情况下自由电子对热容量的贡献都有如下规律:自由电子的热容量对金属热容量的影响在常温下可忽略,在T→0时却不可忽略.     

大电流弧光放电机理讨论

用电磁学理论结合能带理论讨论了弧光放电机理问题,认为在大电流的条件下,电极上能够产生大量的焦耳热使得阴极上的自由电子在晶格势场中的能态升高;由于大电流可以使得大量载流子参与定向运动,当电极断开时,大量载流子的定向运动动能转化为阴极上自由电子在晶格势场中的电势能,进一步升高阴极上自由电子在晶格势场中的能态;由于大电流使得阴极上聚集的自由电子数量巨大,从而在阳极和阴极间产生强电场,在两极间强电场的作用下,可以产生场致发射。解释了弧光放电过程中的负伏安特性;分析了弧光放电过程,比较了热电子发射和场致发射的联系与区别。     

《电离平衡》疑难点解析

1.金属导电与溶液导电有何不同?答:金属之所以能导电是因为在金属晶体中存在自由移动的电子,在外加电场的作用下,晶体中的自由电子做定向移动,从而使金属导电;溶     

对洛仑兹力与安培力关系的讨论——教材处理商榷

金属导体中做定向运动的自由电子所受洛仑兹力是外磁场施于的,属于磁场力的范畴.由于洛仑兹力的作用而形成了霍尔电场,霍尔电场对原子实作用力的矢量和即为电流元所受到的安培力,安培力是电场力.     

巧借图示解一类电学问题

题目 :甲、乙两金属球 ,甲不带电 ,乙带正电 ,用导线将它们连接起来时 ,下面说法正确的是 (　　 ) .(Ａ)电流方向从乙到甲 ,自由电子运动的方向从乙到甲(Ｂ)电流方向从乙到甲 ,自由电子运动的方向从甲到乙(Ｃ)电流方向从甲到乙 ,自由电子运动的方向从甲到乙(Ｄ)电流方向从甲到乙 ,自由电子运动的方向从乙到甲( 2 0 0 1 ,天津市中考题 )处理此类问题时 ,一般来说 ,同学们对“电流方向与自由电子的定向移动方向相反”是知道的 ,关键是对自由电子定向移动方向的确定感到困难 .鉴于此 ,我们在教学中探索出一种借助图示求解的方法 .审题时 ,首先…     

电学检测题(B)

一、填充题 1.物体有了____的性质,我们就说物体带了电.将带正电玻璃棒与已带电的验电器的金属球接触,金箔张角变小,说明验电器原来带_电. 2.物理学中把_的运动方向规定为电流方向.在金属导体中,电流的方向与自由电子运动的方向才目 3.国际单位制中电量的单位是_,电流的单位是,     

“子力”大小因素

当一段金属导体两端加一定的电压,导体上就会形成一恒定电流I=U/R苦,电流的大小跟电阻成反比,导体的电阻总是阻碍电流的通过。而电流是自由电子定向运动形成的,因此导体对运动的自由电子有一个阻力作用,我们在这里把这个运动电子受到的阻力暂称为“子力”,用Ff表示。而这一个电学上的阻力在课本上及参考书中很少涉及到。下面我们将通过两种方法导出,子力FF跟哪些因素有关的表达式。     

稳恒电流与电动势

场和路是电磁学的两个组成部分,电源电动势是电路理论中的重要概念,正确地认识它,有助于我们对电路理论的掌握。本文的目的,是试图用场的观点阐述电动势的意义,以建立路与场的联系。 一、稳恒条件与非静电力 对于一段金属导线,为了形成电流,必须使它内部的自由电子作定向运动。考虑到金属晶格和杂质对自由电子的散射作用,由经典电子论可导出自