关于电压以及自由电子的提问（我是初中生,对物理很感兴趣,但掌握知识有限,望回答通俗易懂）

来源：学生作业帮编辑：灵鹊做题网作业帮分类：物理作业时间：2024/04/27 22:26:26

关于电压以及自由电子的提问（我是初中生,对物理很感兴趣,但掌握知识有限,望回答通俗易懂）
自由电子从何而来
我们刚刚学了电流的产生,是由于自由电荷做定向移动,在金属导体中,是由于自由电子的定向移动而产生,及导体中,电流是由于电子的定向移动而产生的,但是,化学中讲过画电子图,例如镁的电子结构是2,8,2,由此我产生疑问,自由电子是指那部分电子呢,是镁的所有电子?或是最外两层电子,还是有一定数目,或是最外层的电子,如果只是最外层电子,那么用镁来作导体会不会有出现以离子形式出现的物质呢?
在通路中,用电器的先后问题
举个例子,在一个处处闭合联通的电路中,有两个用电器,记作L1,L2,L1相对于L2更靠近正极,那么闭合开关时,电流从正极出发,必定先流经L1,再流经L2,但是我的物理老师否定了这个说法,理由是电子移动速度相当的快,甚至接近光速,所以时间差是可以忽略的,我认为此说不妥,虽然很快,但是还是存在时间差,若是带入具体数据是可以算出来的,虽然时间很小.但是老师说的L1,L2同时启动的现象好像又是对的,所以我认为是不是两种解释方法都是错的,正确的是,电子平均分布在导线中,当闭合开关时,所有电子同时开始移动,L1L2之间的导线中的电流也会因电压而运动,所以L1,L2,的启动是同时的,我觉得这总想法较之前两种说法更具说服力,同时也涵盖了电压的作用,但是我的想法正确吗?求正解.
电压的产生
这个我们还没学,我们才刚刚学完安培表,但是我预习了一下课本,课本上并无详细解释（我们的教材是沪科版的）,只打了个比方,说电压就好比水压,两端有压力差,导致了电流的产生,电源的作用就是提供压力差.我有百度了一下,说电压的产生（电池）是化学能的转化,由此我感到十分奇怪,水压不是压强的问题吗?电源将化学能转化为什么样的能量才能使两边压力不同,更奇怪的是,百度许多回答说上说物理学尽力回避电压的产生,说是与自由电子相矛盾,那么,能否给我具体的介绍一下电压的产生,电压是如何产生的,与电子有着怎样的关系.
以上为我要说的所有问题,打了这么久真是累死了,求学的路途是无止境的,

问题一：在化学反应中金属通常是比较活泼的,非常容易失去外层的电子形成离子.就以镁来说在化合物里经常表现为+2价的粒子,这时它的外层电子的排布变为2,8达到稳定结构.这就是说镁的原子核对外层的两个电子束缚很小,非常容易失去它.
单质的金属也是这样,由于对外层电子的束缚小,所以外层电子基本上无法固定在某一个原子核的外面,而是所有原子的最外层电子就像气体一样弥漫在金属里面,叫做自由电子气.它们在金属里面随机的自由游走.由于每个电子的运动方向都是随机的,所以整体并不表现出定向移动,因而金属宏观表现不形成电流,虽然这些电子可以在金属里面自由游走,但并不能脱离金属表面,所以金属里正负电荷的数量还是一样多,因而金属对外表现也不带电.
用镁来做到体,即使通以电流后,电子除了随机的游走以外,还有一个定向的速度.至于镁会不会以离子形式出现,你可以这样想象,由于电流是持续的,导体里面每一处的电子都有定向移动.就好比一群人围成一圈,沿着同一个方向转动,前一个人留下的空位肯快就被后一个人占据了,所以圈子虽然在转动,但是圈子里的每一个位置随时都有人.金属里的电子的情况也差不多,所以不会以离子形式出现.
问题二,先不谈电压.只说金属是如何导电的.这里涉及到三个速度：一电场的传播速度,二电子无规则运动的速度,三金属导电时电子的定向漂移速度.
在外电路接到电源两端以后,导线里就被电源加上了一个电场,这个电场在导线里的传播速度是接近光速的.
导线里存在电场后,自由电子会受到力的作用,在这个力的作用下,电子除了无规则的运动以外,还有一个定向的漂移速度,正是这个定向的漂移形成了电流.电子定向漂移速度很小,大约只有10的-5次方米每秒的数量级,而电子无规则运动的平均速率的数量级大约在10的5次到10的6次方米每秒.
要理解这个问题我还是给你打一个比方.不如空气,在没有风的时候,空气分子在做无规则运动,每个分子的速率大约在几千米每秒左右,但是由于它们的运动是不规则的,向各个方向运动的都有,整体来看这团空气并没有定向移动.当有风的时候,我们知道风速也就几米到十几米每秒左右.这个风速就是空气分子定向移动的速率.当然定向移动时,无规则运动还是存在的,只不过在无规则运动的基础上叠加了一个定向速度.
开关合上以后,导体里面瞬间在各处都建立了电场,因为有电场,所以导体里的各处的自由电子几乎是同时开始定向漂移的.
如果你非要执着的认为以光速传播也需要时间,那么L1L2两个的电流还是有先有后,也没什么错误.
你的问题太多,我打字慢,先打这么多你看着,慢慢再来.

关于电压以及自由电子的提问（我是初中生,对物理很感兴趣,但掌握知识有限,望回答通俗易懂）我是一名初中生,我对物理很感兴趣. 英语语法知识多写一些关于语法的知识,我是初中生,回答的通俗易懂点,别像语法书里那样,用词规范,就是看不懂,比如宾语从句, 我是一名初中生,明年上初二.感觉自己脑子很笨,但对哲学很感兴趣,想去读几本关于入门哲学的书. 初中生感兴趣的自然科学知识（急）~ 我是初中生对电路比较感兴趣我现在怎么才能接触更深的电路知识?需要了解什么吗? 化学方面的著作如题,对生物学和化学很感兴趣,想请大家帮我推荐一些生物学化学方面的著作,但只是个初中生水平有限,最好是入门航模基础知识我是一名新手,对于航模只是一知半解,但比较感兴趣,请整理一份关于航模的基础知识,最好比较通俗易懂.还可以说说对物理不感兴趣我是一名初中生```刚刚接触物理```但是学了一年后我发现我对物理很不感兴趣``我其他的成绩都很好``就是我是一名高一的学生,①发现对物理学特别感兴趣,想问问大家我现在适合看什么样关于物理知识的书籍,不是需要练习册,听说《物理关于热气球的数学以及物理知识我对抽象的一些物理知识很感兴趣,请问我应该读什么专业?