閱讀《金屬中的電流和電流方向》
金屬中的電流和電流方向
金屬導(dǎo)體兩端沒有電壓時(shí)，也就是金屬中沒有電場(chǎng)時(shí)，金屬中的自由電子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，在通常溫度下，電子熱運(yùn)動(dòng)的速度大約是一百千米每秒，但整體上在任何一個(gè)方向上的平均速度都等于零，因此在平常情況下金屬中沒有電流。
金屬導(dǎo)體中的電流是電子的定向移動(dòng)形成的。那么電子在電路中是怎樣做定向運(yùn)動(dòng)的呢？有的同學(xué)根據(jù)一拉開關(guān)電燈就亮，猜想一定是發(fā)電廠的電子在拉開關(guān)的瞬間，飛速地、幾乎不費(fèi)時(shí)間地跑到了電燈上。也有的同學(xué)猜想：電子可能是在電路中一個(gè)頂著一個(gè)，在作“頂牛接力”。就像多米諾骨牌一樣，當(dāng)推倒第一塊骨牌時(shí)，其他骨牌將接連不斷地被推倒（如圖）。當(dāng)然按照這種想法，電子在電路中“頂?！钡乃俣纫脖仨毷菢O大的，不然電燈為什么一拉開關(guān)燈就亮了呢？
以上猜想雖然都有一定的道理，但是都不對(duì)。那么電子在電路中究竟是怎樣運(yùn)動(dòng)呢？為了說明這個(gè)問題，我們回想一下游行隊(duì)伍的運(yùn)動(dòng)情況：游行開始前，隊(duì)員們?cè)诖蠼稚响o靜地等候著。當(dāng)總指揮一聲令下“游行開始”，隊(duì)伍中的每個(gè)人聽到了命令，都動(dòng)了起來，整個(gè)隊(duì)伍就開始前進(jìn)了。
單子在電路中的運(yùn)動(dòng)就好像游行隊(duì)伍一樣。
給金屬兩端加上電壓，使金屬中產(chǎn)生電場(chǎng)。這時(shí)每個(gè)自由電子都將受到電場(chǎng)力的作用，而發(fā)生與電場(chǎng)方向相反的定向運(yùn)動(dòng)。所以金屬中有電場(chǎng)存在時(shí)，自由電子除了無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)外，還多了一個(gè)定向運(yùn)動(dòng)，就是這個(gè)定向運(yùn)動(dòng)形成了金屬導(dǎo)體中的電流。
應(yīng)該說明的是，電子開始定向移動(dòng)是很及時(shí)的，但是前進(jìn)的步伐卻很緩慢，一般常見金屬導(dǎo)體中，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速度不超過十分之幾毫米每秒，而電流的傳導(dǎo)速度跟電子定向運(yùn)動(dòng)的速度毫無關(guān)系，它總是電場(chǎng)的傳播速度，這個(gè)速度等于光速。
關(guān)于電流的方向，為什么科學(xué)上一直沿用“正電荷移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较颉钡恼f法，是由于這個(gè)規(guī)定對(duì)正確研究電現(xiàn)象并無妨礙。至于規(guī)定與實(shí)際不符的問題，只是在金屬等靠負(fù)電荷導(dǎo)電的導(dǎo)體中才存在，在導(dǎo)電的液體中，同時(shí)有正、負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，哪個(gè)規(guī)定都不盡符合實(shí)際。在某些情況下，電流確實(shí)由帶正電的微粒（如α射線）形成的，則規(guī)定與實(shí)際是相符的。
請(qǐng)根據(jù)上述材料，對(duì)下面四個(gè)說法作出“正確”或“錯(cuò)誤”的判斷。
（1）金屬導(dǎo)體兩端沒有電壓時(shí)，導(dǎo)體中的電子像“游行開始前，隊(duì)員們?cè)诖蠼稚响o靜地等候著”一樣保持靜止：

錯(cuò)誤

錯(cuò)誤

。
（2）每個(gè)自由電子都將受到電場(chǎng)力的作用，而發(fā)生與電場(chǎng)方向相反的定向運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力就好像是游行隊(duì)伍中的每個(gè)人聽到了命令，在這里用到了“類比法”，將電場(chǎng)力類比為命令：

正確

正確

。
（3）電流在導(dǎo)線中傳導(dǎo)的速度要比在用電器中傳導(dǎo)的速度快：

錯(cuò)誤

錯(cuò)誤

。
（4）金屬這種常有的導(dǎo)體是靠負(fù)電荷導(dǎo)電的，所以規(guī)定“負(fù)電荷移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较颉备鼮榭茖W(xué)。

錯(cuò)誤

錯(cuò)誤