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1、电流的微观表达式电荷的定向移动形成电流,人们规定正电荷定向移动的方向为电流方向，通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值叫做电流,定义式为,单位是.一、决定因素设金属导体的横截面积为,单位体积内的自由电子数为,自由电子定向移动的速率为,那么时间内通过某一导体横截面的自由电子数为.如果电子的电荷量为,那么时间内通过横截面的电荷量.根据,就可以得到电流和自由电子定向移动速率的关系式.二、三种速率中的是电荷定向移动的速率,非常小,约为,而电荷无规则热运动速度很大,约为.电路合上电键,远处的电灯几乎同时亮,所用
2、时间极短,这是电场的传播速度决定的,此速度等于光速.三、典例分析题型【例1】如图是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,接高压电源的负极,之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极的过程中,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附电子,每昼夜能除尘,计算高压电源的电流强度.(已知电子的电荷量为,阿伏加德罗常数为,一昼夜时间为)思路点拨由电流的定义式来求解,要特别注意的含义.解析由于电离出的气体中的电子和正离子同时导电,则流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电
3、荷量的关系是:而所以答案【变式练习1】:有一横截面积为的铜导线,流经其中的电流为,设每单位体积的导线中有个自由电子,电子的电荷量为.此时电子的定向移动速度为,在时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A.B.C.D.解析根据电流的定义式可知,在Δt内通过导线横截面的电荷量所以在这段时间内通过的自由电子数为所以项正确,项错.由于自由电子定向移动的速率是,因此在时间内,位于以横截面为底长的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图).这段导线的体积.所以内通过横截面的自由电子数为,选项均错.答案【例2】有一条横截
4、面积为1的银导线，通过的电流.已知银的密度，银的摩尔质量为，阿佛加德罗常数，电子的电量为,通过计算说明自由电子定向移动的速度很小。解析在时间内自由电子通过横截面积的长度为：，对应的圆柱体体积为：，对应圆柱体内自由电子个数为：由以上几式结合得带入数据解得显然这样的速度很小。【变式练习2】：同一根导线分别通一下的电流，并保持温度不变，当电流较大时，下列说法中正确的是(AB)A．单位体积自由电子数相同B．自由电子定向移动的速率较大C．自由电子热运动速率较大D．电流传导速率较大
