01 基础课 - 电流

电流

导体中的自由电荷定向移动形成电流

定向移动：往同一个方向移动

TIP

没有电流不代表自由电荷都是静止的，只不过没有定向移动。

电流强弱

电流的强弱程度 (大小) 用电流强度表示，简称电流（𝑰）

电流：单位时间内通过导体横截面的电荷量

$$I=\frac{q}{t}$$

欧姆定律

$$I=\frac{U}{R}$$

电流的单位

安培，简称安，符号 $A$

根据 $I=\frac{q}{t},1C=1A\cdot s$

$1mA={10}^{-3}A$

$1\mu A={10}^{-6}A$

电流的方向

电流有方向！把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。

实际移动的是电子，等效成正电荷向反方向移动。

电流的标矢性

电流有方向，但是电流大小 $I$ 这个物理量只表示电流大小，无方向，是标量。

电流叠加不符合矢量运算法则（三角形运算法则、平行四边形法则）。

形成稳定电流的条件

同时满足！

例题

题 1

解

$q_{\mathrm{甲}}=q,q_{\mathrm{乙}}=2q$

$I_{\mathrm{甲}}=I,I_{\mathrm{乙}}=2I$

$U_{\mathrm{甲}}=I_{\mathrm{甲}}R=IR$

$U_{\mathrm{乙}}=I_{\mathrm{乙}}2R=4IR$

$B$

题 2

解

$I=\frac{q}{t}=\frac{3}{10}$

$A$

题 3

解

转一圈的电荷量为 e，时间为 $\frac{2\pi r}{v}$

$I=\frac{q}{t}=C$

题 4

TIP

同时有正负电荷流动时，先将负电荷等效成反向正电荷

错解

正方向 1s 内有 $+5\times {10}^{18}$ 个电荷

负方向 1s 内有 $-10\times {10}^{18}e$ 个电荷

所以等效为 1s 内有 $5\times {10}^{18}$ 个电荷

所以 1s 内有电量 $5\times {10}^{18}\times 1.6\times {10}^{-19}=-0.8C$

$I=\frac{q}{t}=|0.8|C$

选 $B$

错误原因：

1. 正负电子不能抵消
2. 忽略了二价、一价所带的电子数并不同，二价是 2 个，1 价 是 1 个

解

同时有正负电荷流动时，先将负电荷等效成反向正电荷。

$I_1=\frac{5\times {10}^{18}\times 2\times 1.6\times {10}^{-19}}{1}=1.6A$

$I_2=\frac{1\times {10}^{19}\times 1\times 1.6\times {10}^{-19}}{1}=1.6A$

$I_{\mathrm{总}}=I_1+I_2=3.2A$

$D$

题 5

TIP

电势的正负号参与比较大小。

解

设 I 流入的起点的电势为 0，

那么上方电阻的电压差为 $IR=1V$，上方电势为 $-1V$

下方电阻的电压差为 $IR=0.1V$，下方电势为 $0.1V$

电流从高电势流行低电势，经过 $R_3$ 的电流从下流到上，$I_3=\frac{U}{R}=0.3A$

所以选 C。

$C$