为什么有了电流后自由电子会定向移动？
一、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。
二、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。
三、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
四、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。
五、自由电子怎么移动？
自由电子在外力作用下，由一个原子跳到另一个原子外层电子空位。外力如电磁场，电场等。
六、自由电子能量公式？
理，最后公式是这样的：自由电子的平均动能Eav(T)=(3/5)Efo[1+(5*pi^2/12)*(kT/Efo)^2];其中Efo为0K时的费米能级，Efo=(h^2/8me)(3n/pi)^(2/3);其中h为普朗克常数，me为电子质量，n为单位体积内的自由电子数目。由于Efo<<kT,故Eav(T)约等于(3/5)Efo,也就是说自由电子的平均动能与温度几乎无关，这是符合试验结果的，只有用量子理论才能解释。用(1/2)*me*v^2=(3/5)Efo得到自由电子的方均根速率(Cu中）为1.2*10^6m/s。
经典物理用气体动力论来解释电子的热运动，电子的平均动能Ek=(1/2)me*v^2=(3/2)kT=(3/2)(R/Na)T,求得v^2=RT/[(1/3)me*Na]。R为气体常数，R=Na*k,Na为阿佛加德罗常数，k为玻尔兹曼常数。me为电子质量。你看到的那个公式就是用经典的气体动力论来计算电子热运动速度的。但实际上有很多物理现象，比如0K时电子仍然具有很大的动能（因为电子是费米子，服从泡利不相容原理，所以0K时不可能所有电子都占据低能态，也就是说不可能所有电子都停止运动。）这一事实不能用这个过于简化的模型来解释，而只能用量子理论解释。
七、自由电子如何计算？
粒子的能量是动能 Ek＝mV^2 / 2
动量是 P＝mV
所以 Ek＝mV^2 / 2＝（mV）^2 /（ 2m）＝P^2 / (2m)
八、自由电子移动的平均速率怎么计？自由电子移动？
自由电子定向移动的速度没有定值速度计算公式V=I/(nqs)v是导体中自由电子的定向移动速率I代表电流强度n是单位体积内所含的自由电荷数q是每个电荷的带电量s是导体的横截面积一般数量级：10^-5m/s
九、自由电子带什么电荷？
自由电子，是电子的一种。带负电。
自由电子就是指不被约束在某一个原子内部的电子。这种电子在受到外电场或外磁场的作用时，能够在物质中或真空中运动。
如原子结合成金属晶体主要是靠原子外层的价电子和部分的内层电子。
金属原子的外层电子数目一般较少，原子核对它们的吸引力较弱。当金属原子结合成为金属晶体时，外层电子即脱离母原子成为自由电子。许许多多自由电子形成电子云(或电子气)。在外电场作用下，自由电子可以发生定向运动而形成电流。
十、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”。
