电流的热效应是指电流通过导体时发热的现象。通常的观点认为:这是由导体对定向运动的自由电子的阻碍造成的,那么,事实真的就是这样的吗?
要想回答这个问题,且不说导体对那些杂乱无章运动的自由电子难道就不会产生阻碍生热?假如没有阻碍和约束,自由电子是会脱离导体的。
下面只讲一个司空见惯的小实验:这就是平行板电容器充、放电的实验。在这一过程开始之前,先在电容器的2端分别连接一个电流计和小灯泡。
当给电容器充电时,电流计的指针没有偏转,小灯泡也不会被点亮。依据电阻(导体对定向运动的自由电子的阻碍)生热的观点,此时电路中是存在电流的,该电路又非超导体,为啥不会发热点亮小灯泡呢?对此应该如何解释?
充电完成,切断电源,让电容器放电,此时电流计指针偏转,小灯泡也同时被点亮。这表明电流的磁效应和热效应只有当电源的正负极连通时才会发生,导体中自由电子的存在只是导电的原因,并不是电流的实体,电荷才是,二者就是一个路和车的关系。
只有当正、负电荷在导体中相遇并对撞在一起时,电流才会产生热效应;相遇后不对撞,只是生成环绕导体横截面的环形电流时,电流生成磁场。
最后再明确2点:
1,在电磁学中,电量q是最基本的物理量,其次是电流I和电压U,电阻R被定义为U与I的比值,它是一个衡量导体通过电流能力大小的物理量,体现的并不是对电流的阻碍。
2,在电流做功的过称中,由R=U/I,Q=I2Rt=UIt可知,R是由测得的U和I的比值决定的,这里的R随时都可以被取代,W=UIt才是电流做功的最基本的公式,而Q=I2Rt只能用于所谓的纯电阻电路,而现实中纯电阻电路是不存在的,试问:哪有只发热不产生磁场的电路?拿一块磁铁靠近白炽灯的灯丝试试...
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