20xx人教版高中物理选修3-1第2章1电源和电流内容摘要:

荷沿导体定向移动的速率为 v,设导体的长度为 L,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。 (2) 推导 导体 AB 中的自由电荷总数: N = n L S 总电荷量: Q = N q = n L S q 所有这些电荷都通过横截面所需要的时间: t =Lv 导体 AB 中电流为 I =Qt=n L S qLv= n q S v。 • 2.三种速率的比较 电子定向移动 的速率 电子热运动 的速率 电流传导速率 物理意义 电流是自由电荷的定向移动形成的, I=neSv,其中 v就是电子定向移动的速率,其大小与导体两端的电压及导体本身的因素有关。 构成导体的电子在永不停息地做无规律运动,由于热运动向各个方向的机会相等,故不能形成电流。 温度越高,电子热运动的平均速率越大。 闭合开关的瞬间,电路中各处以真空中光速建立恒定的电场,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。 大小 一般数量级为10- 5m/s 常温下其数量级为105m/s 等于光速,即恒为 3 108m/s • [特别提醒 ]电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动上附加一个速率很小的定向移动,电路闭合时,瞬间在系统中形成电场,使导体中所有自由电荷同时定向移动,并不是电荷瞬间从电源运动到用电器。 • (临朐一中 2020~ 2020学年高二上学期检测 )如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体,在导体的左右两端加一恒定的电压,使导体中产生一恒定电流,其电流的大小为 I。 已知金属导体的横截面积是 S,导体单位长度的自由电子数为 n,金属内的自由电子的电荷量为 e,自由电子做无规则热运动的速率为 v0,则下列说法中正确的是 ( ) A .自由电子定向移动的速率为 v0 B .自由电子定向移动的速率为 v =IneS C .自由电子定向移动的速率为真空中的光速 c D .自由电子定向移动的速率为 v =Ine • 答案: D 解析: 本题考查的是对电流微观表达式 I = nqSv 的理解,关键是理解 v 和 n 的物理意义,式中 n 为单位体积内自由电子数,而本题 n 为单位长度内的自由电子数, t时间内通过导体某一横截面的自由电子数 是长度为 vt 内。
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