高中物理实用辞典：电流 知识点分析

用心 爱心 专心 电流电流 带电粒子的运动叫做 电流 例如金属中自由电子在电场作用下 的定向运动 液体或气体中正负离子相互沿相反方向流动 在电流发生的同时 还会伴生出其他效应 电流的周围存在着磁场 电流通过电路时使电路发热 通 过电解质时引起电解 通过稀薄气体时 在适当条件下导致发光等等 由于电流 形成过程的不同 除传导电流外 还有对流电流和位移电流 所谓的对流电流是 带电介质或介质中的带电部分不是由于电场作用而在空间运动时形成的电流 同 一般电流一样 对流电流的周围也存在着磁场 例如当带电的平行板电容器绕垂 直于板面的轴急速旋转时就出现磁场 由于带电体在原来没有电磁场的空间中匀 速运动不须外力维持 如果不计空气阻力 所以对流电流不需要电势差来维持 它不引起热效应 致于位移电流被定义为电位移矢量随时间的变化率 麦克斯韦 首先提出这种变化将产生磁场的假设 故称 位移电流 实际上位移电流只表 示电场的变化率 与传导电流不同 它不产生热效应 化学效应 继电磁感应现 象发现之后 麦克斯韦的这一假设更深入一步揭露了电现象和磁现象之间的紧密 联系 位移电流是建立麦克斯韦方程组的重要依据 在中学课本中主要讨论的是 传导电流 在导体中存在持续电流的条件是保持导体两端的电势差 电压 电流强度电流强度 单位时间内通过导体某一横截面的电量为该截面处的电流强度 即通过导体某一横截面的电量 q 跟通过这些电量所用的时 强度的单位是安培或简称安 通常用 A 表示 常用的单位还有毫安 即 10 3A 表示为 mA 微安 即 10 6A 表示为 A 金属导体中的电流是自由电子 在外电场作用下漂移运动的结果 真空中的电子流 是由灼热的金属或金属氧化 物表面发射出来的电子 在真空中由外加电场加速作定向运动而形成电流 如阴 极射线就是真空中的高速电子流 气体中的电流 是在稀薄气体中 两端电极上 加有足够高的电压时 从阴极表面逸出电子必向阳极运动 在电子向阳极运动的 过程中 由外加电压作用可获得较大的动能 这些电子与中性气体分子相碰 使 其电离 碰撞电离 同时正离子还能向阴极运动 再次从阴极表面击出电子 二次电子发射 所以碰撞电离和二次电子发射都使气体中出现离子和大量电 子 它们在外电场作用下定向移动 形成气体中电流 当对电解质溶液的两极加 上电压时 将使溶液中作热运动的正负离子迭加一个漂移运动而形成电流 注意 由于在溶液中有正负两种电荷沿相反方向运动 所以总电流应该是正离子电流和 负离子电流的绝对值的和 稳恒电流稳恒电流 在恒定电阻的电路中 加上电压恒定的电源 便产生大小和方 向都不随时间改变的电流 称为 稳恒电流 电流密度电流密度 描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量 其大小等于单 位时间内通过垂直于电流方向单位面积的电量 以正电荷流动的方向为正方向 注意电流密度和电流强度都是描写电流的物理量 然而电流强度是一个标量 是 描写导体中通过一个截面的电流量 不是点函数 电流密度是一个矢量点函数 是描写导体中某一点的电流方向和通过该点垂直截面的电流强度 用心 爱心 专心 欧姆定律欧姆定律 欧姆定律是研究在稳恒电流通过的电路中 电流 电压和电阻 间的相互关系 这个关系可表示为两种形式 部分电路欧姆定律和全电路 闭合 电路 的欧姆定律 当一段导体两端存在电压时 导体内部就出现电场 载流子 就要在电场力的作用下发生定向运动 形成电流 关于电流与电压之间的定量关 系 德国科学家欧姆通过大量的实 R 的数值取决于导体的材料 形状 长短 粗细及温度等 当这些因素不变 时 R 为常数 只有当 R 为常数时才可以说 I 与 成正比 导体的 R 值越大流过它 的电流 I 越小 可见 R 值反映导体对电流的阻碍程度 称为导体的电阻 在学习 欧姆定律时应注意的是 1 欧姆定律对金属导体及通常情况下的电解液都很 好地成立 但对半导