高中物理电流大小的几种典型方法

电流是恒定电流一章中遇到的第一个重要概念，也是本章的重点，下面谈几种计算电流大小的方法。

一、利用定义式

求电流的大小

例1. 某电解池中，若在2s内各有

个二价正离子和

个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是多少？

解析：由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，应用

计算电流时，q应是同一时间内正、负两种离子通过某横截面积的电荷量的绝对值之和，即

电流大小

二、利用

求电流的大小

例2. 来自质子源的质子（初速度为零）经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷

。这束质子流每秒打到靶上的个数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为

和

，则

_________。

解析：（1）质子流每秒打到靶上的质子数由

可知

（2）建立如图所示的“柱体微元”模型，设质子经距质子源L和4L处时的速度分别为

，在L和4L处作两个长为△L（极短）的柱体微元。因△L极短，故L和4L处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为

。对于这两个柱体微元，设单位体积内的质子数分别为

，由

可知，

，作为串联电路，各处的电流相等，所以

，故

。根据动能定理，分别有

可得

，因此，两柱体微元中的质子数之比

。

三、利用等效法求电流大小

例3. 原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流。设氢原子的电子以速度v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？方向如何？

解析：在电子运动的轨道上取一个截面，电子每经过一个周期T，通过该截面一次，所以等效电流

。电子运动的周期

由以上两式，可求得

。由于规定正电荷定向移动的方向为电流方向，电子带负电，故等效电流的方向与电子运动方向相反。