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彻底读懂电源与电流:高中物理第44个问题:电源与电流

更新时间:作者:小小条

在讲解电源和电流之前,我们先想象这样一个场景:有两个带电体,一个带一定量的正电荷,另一带一定量的负电荷,假设负电荷是电子,是比较容易移动的,当我们用一根导线把二者连在一起时,类似这样:

彻底读懂电源与电流:高中物理第44个问题:电源与电流

你会发现会有短暂的电流产生的,可以理解为负电荷从B流向了A,在这个过程中,导线内有电荷流动,就有了短暂的电流。但是这个电流是不可持续的。

那么,我们如何产生可持续的电流呢?

我们可以在A和B之间加以装置P,P的作用是什么呢?

如果装置P有能力把到达A的负电荷再搬运到B处,形成稳定的关系,那么,就可以形成一个循环,负电荷在电场力的作用下不断从B运动到A,同时,由于P的存在,负电荷又被不断地从A搬运到B,装置P的作用就比较明显了,就是把负电荷从A搬运到B。

通过以上过程的分析,负电荷在电场力的作用下从B运动到A,电场力做正功,电势能减少;负电荷被P从A搬运到B,电势能是增加的,那么,就必须有别的形式能减少?而P的作用就是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能,我们把这样的装置称为电源。

简言之,电源就是通过非静电力做功持续把其他形式的能转化为电势能的装置,有了电源的存在电荷的运动就形成了闭环,我们就得到了稳定的电流;

有了合适的电源,我们就在闭合电路中形成了稳定的电场,这个稳定的电场使得电路中的电荷,以稳定的速率运动,形成了稳定的电荷的定向移动,这就形成了电流;

电流就是电荷的定向移动,稳定的电场形成的电流称为恒定电流,而形成恒定电流的稳定电场称为恒定电场;

电流的定量计算公式为:I=q/t,指单位时间内通过某一横截面积的电量。电流的单位是安培,简称安,符号是A,安培是七个国际基本单位之一,由于安培比较大,我们用的更多是毫安和微安;

我们规定正电荷移动的方向为电流的方向,而负电荷移动的方向为电流的反方向;

经过计算得到,电荷的移动速率是比较小的,大概只有十的负四次方米每秒,而为什么我们接通电路瞬间灯泡就会亮起来呢?感觉这和电荷的移动速率相矛盾啊。

实际上,在我们闭合开关的瞬间电场瞬间就在整个电路中形成了,整个电路中的可以移动的电荷都开始了移动,而不是非要等到电荷从电源的一端运动到电源的另一端,所以,当我们闭合开关瞬间,电路中的用电设备、灯泡等就开始工作了。

以上就是高中物理第44个问题:电源与电流,供大家学*参考。

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