金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向?
一、金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向?
电流的方向是这样规定的:正电荷定向移动的方向为电流的方向.而多数情况下是负电荷定向移动形成电流,负电荷向右移动相当于正电荷向左移动.
解答 解:电流是由电荷的定向移动形成的;物理学规定了电流的方向:正电荷定向移动的方向为电流的方向.自由电子带负电,负电荷定向移动形成电流,电流的方向与负电荷定向移动的方向相反
二、金属导体自由电子的定向移动方向与电流方向是什么?
正确的。电流方向通常以正电荷定向移动的方向为定义的。而电子带负电荷,所以就与电子定向移动的方向相反了。
三、金属中自由电子的定向移动方向与电流方向一致吗?
电荷的定向移动形成电流.规定电流方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反.
金属导体里面作定向移动的自由电子为负电荷,自由电子定向移动方向与电流方向相反.
单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流。用字母 I表示,为了纪念法国物理学家安培在电磁作用方面的贡献,电流的国际单位用安培表示,简称“安”,符号 “A”。
四、自由电子定向移动方向与通过导体的电流方向有什么关系?
导体中的自由电子带负电,故导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反;由欧姆定律可知:I=;由I=可知:q=It=;则电子数n==;故答案为:相反;
五、自由电子与负电荷的区别?
自由电子带有一个单位负电荷,但自由电子和负电荷不等同.可以这么说,自由电子确实属于负电荷,但负电荷还包含其他粒子。
自由电子(free electron),即离域电子,在化学中是指在分子中与某个特定原子或共价键无关的电子,主要是金属导体中的自由电荷。
把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。负电荷一般而言就是电子,自由电子也是电子,但是电子有自由和不自由之分。
六、为什么有了电流后自由电子会定向移动?
是因为自由电子的定向移动产生的电流,电子是带负电荷的,大量的电子定向移动就形成了电流。
但是电子的运动方向跟电流方向不同,根据定义电流是正电荷移动的方向,是跟电子流动方向相反的。
七、金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反为什么?金属导体不是靠自由电子的移动吗?
金属中时自由电子的移动形成的电流,但是电子是带负电的,所以电子的移动方向是电流的反方向。
所以只能做一个规定,我们规定正电荷移动的方向为电流方向,而负电荷的移动等效于正电荷想相反的方向移动,所以负电荷的移动方向为电流的反方向。
电荷分正电荷和负电荷,而他们本质上地位是相等的,而负电荷的移动等效于正电荷想相反的方向移动,所以负电荷的移动方向为电流的反方向。
如果当初规定负电荷的移动方向为电流方向,那么正电荷的移动方向就是电流的反方向了。
扩展资料
导体通过电流产生的三大效应
热效应
导体通电时会发热,把这种现象叫做电流热效应。例如:比较熟悉的焦耳定律:是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。(焦耳定律)
磁效应
电流的磁效应(动电会产生磁):奥斯特发现:任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。(毕奥-萨法尔定律)
化学效应
电的化学效应主要是电流中的带电粒子(电子或离子)参与而使得物质发生了化学变化。化学中的电解水或电镀等都是电流的化学效应。(法拉第电解定律)
参考资料来源:
八、自由电子质量?
通常情况下,自由电子无规则热运动的速率约为 10^5 m/s。导体两端加上电压后,自由电子定向移动的平均速率约为 10^-4 m/s。为了进一步了解自由电子的这两个“速率”,我们亲自算一算吧!
1. 定向移动的平均速率
下面以铜导线为例,估算一下通电后内部自由电子定向移动的平均速率。
取铜的密度8.9×10^3kg/m3,铜的摩尔质量为6.35×10^-2kg/mol,则每立方米铜的物质的量为:
阿伏伽德罗常数NA=6.02×10^23/mol,每个铜原子提供2个自由电子,所以每立方米铜中含有的自由电子数(n)为:
电子的带电量(e)为1.60×10^-19C,一般铜导线的安全载流量(I/S)为5~8A/mm2,这里取5A/mm2。根据电流的微观表达式可知,电子定向移动的平均速率为:
结果的数量级与教材是一致的!按这个定向移动的平均速率计算,一个电子通过一条长1m的铜导线大约需要的时间为:
这个结果似乎与我们闭合电灯开关时的感觉不符。实际上,闭合开关的瞬间,导线中的各个位置以光速(c=3.0×10^8m/s)迅速建立了电场,内部的自由电子在静电力的作用下几乎同时开始做定向移动,所以整个电路也就几乎同时形成了电流。
2.热运动的平均速率
通常情况下,金属导体中大量的自由电子都在做无规则的热运动,它们朝任何方向运动的几率都是相同的,所以对导体内的任何一个截面来说,任何一段时间内从截面两侧穿过截面的自由电子数都相等,因此从宏观上看,自由电子的热运动不能形成电流。
金属导体内自由电子的热运动与气体分子的热运动类似,其运动的剧烈程度都与温度有关。气体分子做无规则热运动时,速率有大有小,但大量分子的速率却按一定的规律分布,即呈现 呈“ 中 间 多、 两 头少 ” 的特点——麦克斯韦速率分布律。
氧气分子的速率分布图像
一般将大量分子速率的算术平均值称为分子热运动的平均速率,且有:
其中k=1.38×10^-23J/K,为玻尔兹曼常数,T为热力学温度,它与摄氏温度t之间的关系为:T=273+t,m为分子的质量。利用这个规律可以估算金属导体内自由电子热运动的平均速率。电子的质量(m)为9.1×10^-31千克,通常状况下取温度t=20℃,则T=293K,代入热运动的平均速率公式可得。
九、自由电子与自由电荷有何区别?
自由电子和自由电荷区别是二者概念不同。
自由电子概念是一种带有单位负电荷的亚原子粒子之一,通常标记为 e-。电子属于轻子类,以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。轻于是构成物质的基本粒子之一,即其无法被分解为更小的粒子。电子与正电子会因碰撞而互相排斥,在这过程中,创生一对以上的光子。电子带负电,围绕原子核旋转,同一方向光速运动的电子相互作用力为零。
自由电荷是一种等效概念,通常指存在于物质内部,在外电场作用下能作定向运动的电荷。包括自由阳离子(正电荷),自由阴离子(负电荷)和自由电子。如金属中的自由电子,电解质溶液中的正、负离子,稀薄气体中的电子和离子等。
自由电荷的特点是物体内部对它们的束缚比较弱,可以在物体内部自由移动;同时,自由电荷并非真实存在,而只是用来描述自由电子移动的一种模型,而带负电的自由电子是真实存在的。
十、自由电荷与自由电子有区别吗?
有。自由电荷包括正电荷和负电荷,自由电子是负电荷。正电荷和负电荷存在于电解质导体中,正电荷与负电荷的定向运动方向相反,自由电子只存在于金属导体中,自由电子的定向运动方向与电流方向相反。正电荷和负电荷所带电量是元电荷的整数倍,自由电子所带电量等于元电荷。