高二物理书中说在恒定电场的作用下,自由电荷与导体内的不动粒子碰撞而使平均速度不随时间变化,如何理解

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由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加~

比如说一段铜导线,两端加了个电压,使导线在恒定电场的作用下了,导线中的自由电子就会受到一个恒定的力。那根据牛顿第二定律电子就会有个加速度,速度越来越快;但是同时电子在运动过程中会受到碰到组成导线的铜原子,那么速度就会降低了,速度越大碰到的阻力也就越大。就像一个物体下落过程中会受到空气阻力一样,最终会达到一个平衡的速度。

首先电流是由于自由电荷作定向移动产生的
导体内部存在两类粒子,一类是载流子,即自由电荷(在半导体中还包括空穴,这是题外话),另一类是你所说的“不动粒子”,严格地说,应该是不能作自由运动的在某一位置作振动的粒子。
当存在电场时,大量自由电荷受电场力作用作定向移动(但对各个特定的自由电荷而言,他们的方向是不统一的,只是大量的自由电荷宏观表现出来作定向移动而已)
在自由电荷作定向移动的过程中,会与不能自由运动的粒子发生碰撞,从而宏观上定向移动的速度会受到约束,达到一个最大值(当外电场为恒定电场时,电场对定向移动的增强作用与粒子相互碰撞对定向移动的减弱作用恰好处于平衡状态),就是你所说的“在恒定电场的作用下,自由电荷与导体内的不动粒子碰撞而使平均速度不随时间变化”。

对于单个自由电荷而言,动能是会发生改变的,因为它在做无规则热运动(这个跟有没有电场,或者跟有没有碰撞都没有关系,对单个自由电荷这是必然成立的)。即使忽略无规则热运动,单个自由电荷的动能也是在改变的,因为定向移动中的平均速度是针对大量自由电荷而言,只具有统计意义,对单个自由电荷是不成立的,所以单个自由电荷的运动是可以不断改变速率和方向的(实际上也就是这样)。
而对大量(或者说全部)自由电荷而言,速度的平均值是不变的(就是那个平均速度),但是大量自由电荷的总动能并不是1/2乘以自由电荷总质量再乘以(速度的平均值的平方),而是各个自由电荷的动能之和,应该等于1/2乘以自由电荷总质量再乘以(速度的平方的平均值)(留意到不同了吧?),所以大量自由电荷的总动能也是发生改变的。

首先电流是由于自由电荷作定向移动产生的
导体内部存在两类粒子,一类是载流子,即自由电荷(在半导体中还包括空穴,这是题外话),另一类是你所说的“不动粒子”,严格地说,应该是不能作自由运动的在某一位置作振动的粒子。
当存在电场时,大量自由电荷受电场力作用作定向移动(但对各个特定的自由电荷而言,他们的方向是不统一的,只是大量的自由电荷宏观表现出来作定向移动而已)
在自由电荷作定向移动的过程中,会与不能自由运动的粒子发生碰撞,从而宏观上定向移动的速度会受到约束,达到一个最大值(当外电场为恒定电场时,电场对定向移动的增强作用与粒子相互碰撞对定向移动的减弱作用恰好处于平衡状态),就是你所说的“在恒定电场的作用下,自由电荷与导体内的不动粒子碰撞而使平均速度不随时间变化”。

对于单个自由电荷而言,动能是会发生改变的,因为它在做无规则热运动(这个跟有没有电场,或者跟有没有碰撞都没有关系,对单个自由电荷这是必然成立的)。即使忽略无规则热运动,单个自由电荷的动能也是在改变的,因为定向移动中的平均速度是针对大量自由电荷而言,只具有统计意义,对单个自由电荷是不成立的,所以单个自由电荷的运动是可以不断改变速率和方向的(实际上也就是这样)。
而对大量(或者说全部)自由电荷而言,速度的平均值是不变的(就是那个平均速度),但是大量自由电荷的总动能并不是1/2乘以自由电荷总质量再乘以(速度的平均值的平方),而是各个自由电荷的动能之和,应该等于1/2乘以自由电荷总质量再乘以(速度的平方的平均值)(留意到不同了吧?),所以大量自由电荷的总动能也是发生改变的。

自由电荷在在导体的恒定电场中的定向运动不可能是一条直线,他会与不动的粒子发生碰撞,所以他应该是一条曲线,在一段时间内他的速度是不变的,因为发生碰撞后的一个带电粒子,他的运动方向是任意的随机的,然后再在电场力的作用下运动,然后再碰撞。。。。如果它不与不动粒子碰撞,他会在恒定电场力的作用下做加速运动。
自由电荷的动能由于不是完全的弹性碰撞(客观世界中没有理想的弹性碰撞),所以动能有损失,这也就是导体在导电时为什么会发热的原因。

微观上电子受电场力加速,再碰撞减速 宏观上就看作为匀速运动
动能不变

首先并不是匀速运动 而是当加电压后整体上有定向运动趋势 每个电子其实还是无规则运动的
电子的质量在高中阶段忽略不计了 你说还能有动能么


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在自由电荷作定向移动的过程中,会与不能自由运动的粒子发生碰撞,从而宏观上定向移动的速度会受到约束,达到一个最大值(当外电场为恒定电场时,电场对定向移动的增强作用与粒子相互碰撞对定向移动的减弱作用恰好处于平衡状态),就是你所说的“在恒定电场的作用下,自由电荷与导体内的不动粒子碰撞而使平...

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这句话不对,动量变化量等于力乘以时间,力是恒定的,那么动量变化与时间成正比。当然就不是恒定的了。这个有点脑筋急转弯的感觉,读题仔细点,就会发现毛病

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元佩尿石: 算是搞明白了.因为题目说的是靠近而不是接触.如果两个球接触在一起,则C的电子会通过A,A再通过B源源不断地流入大地,这样最后3个球全部电中性.但如果是靠近的话,A带的负电始终不会转移,因此不会被抵消,所以对B球产生的电场力也是恒定不变的.在这个恒定电场的作用下必然会有正电荷在与A靠近一端聚集(对于金属球来说,实际上是电子被排斥),也就导致球B带正点.两个解释在本质上相同,只不过角度不同,前者从微观角度,后者从宏观角度.静电屏蔽好像是因为导体本身的电荷重新排布而产生了一个内部电场,中和了外部电场,而非接了个导线与大地相连

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元佩尿石:[答案] 你看他的图,BC与AD段,电势升高,这是电源内部正电荷是在非静电力作用下移动,而电池内部的CD段电势降低,此处为正电荷在静电力的作用下移动.实际上,电源内部同时存在着静电力与非静电力做功,看内阻时,要看其中静电力做功部分,...

民乐县18384366825: 高中物理书上说,导体在恒稳电流条件下内部可以带电,导体内部场强可以不为零. 我不懂 -
元佩尿石: 实际中内部场强为零且有恒定电流的事例很少,但理论上是可以有的,例如电阻为零的的导线,电压为零,当然就不存在场强,实际中电阻不计的导线也可以这样处理,还有超导体是实际情况的很好例子

民乐县18384366825: 恒定的电场能否产生恒定的磁场呢? -
元佩尿石: 恒定的电场不能产生磁场. 恒定的电流能产生恒定的磁场. 恒定的电流不能产生电磁波,要产生电磁波最简单的LC振荡电路.(详情参照高二物理第十八章).

民乐县18384366825: 高二物理 三个改错题1只在电场力作用下电荷总是从电势能较大处向电势能较低处运动.2只在电场力作用下初速为零的电荷总是从电势能较大处向电势能较低... -
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