在学习“导体和绝缘体”时,我们做过下面的实验。
在实验中看到,验电器A的金属箔片张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。这说明有一部分电荷通过金属棒从验电器A移动到了B,电荷在金属导体中做了定向移动,但这种定向移动瞬间就结束了。实际中点亮的小灯泡能持续发光,是因为有电荷不断地流过小灯泡。
那么,怎样才能使电荷不断地流过小灯泡呢?
实验表明,要想让小灯泡持续发光,必须要有电池,还要用导线将它与电池连接成闭合的回路。
电池储存着电能,正极聚集着大量的正电荷,负极聚集着大量的负电荷。
电流的形成
闭合开关,小灯泡会持续发光,表明有电荷持续地流过小灯泡。
导线、小灯泡的灯丝都是金属做的。金属是导体,里面有大量的自由电子,它们可以脱离原子核束缚自由移动。
平时金属内自由电子运动的方向杂乱无章,就像街上的行人一样向哪个方向行走的都有。
接上电池(电源)之后,自由电子受到了某种推动力,开始定向移动,就像行驶在单行线上的汽车一样都沿着同一个方向运动。
汽车的定向运动形成车流,电荷的定向移动形成电流。
电流的方向
在19世纪初,物理学家刚开始研究电流时,并不清楚在各种情况下究竟是哪种电荷在移动,当时就把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
虽然在金属导体中真正发生定向移动的是负电荷(自由电子带负电,带正电的原子核静止不动),但是如果以负电荷为参照物的话,正电荷也是运动的,方向与负电荷运动方向相反,即电流方向与自由电子移动方向相反。
依据电流方向的规定可知,当电池、导线、小灯泡组成的电路闭合时,在电源外部,电流的方向是从电源正极经过用电器流向负极。
电路中有持续电流的条件:
①有电源;②电路是闭合回路。
电路(电流流过的路径叫电路)中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷,还有可能是正、负电荷同时向相反方向发生定向移动。
比如前面的实验中,验电器A带负电,用金属棒连接时,有部分负电荷由A移动到B,是负电荷发生了定向移动。
又比如将酸、碱、盐的水溶液(初三化学会学到相关内容)接入电路中时,溶液中的正、负离子【正离子带正电,负离子带负电】会同时向相反的方向做定向移动。就像在同一条公路不同车道上行驶的汽车一样,运动的方向相反。
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想想做做
利用发光二极管判断电流的方向
小实验,大道理。
只有想不到,没有做不到。
练一练
1、学习物理知识有许多科学方法,像文章中用“车流”比作电流的方法叫 法。
2、在金属导体中,发生定向移动形成电流的是( )
A、原子 B、质子 C、自由电子 D、原子核
3、关于电流形成的原因,下列说法正确的是( )
A、正电荷定向移动才形成电流
B、负电荷定向移动才形成电流
C、正、负电荷定向移动,都能形成电流
D、只要电荷移动就能形成电流
4、验电器是根据同种电荷相互 的原理制成的。有A、B两只验电器,A带正电,B不带电,现用金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间,金属棒中电流的方向从 到 。(选填“A”或“B”)。
参考答案:1、类比法 2、C 3、C 4、排斥 A B
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