电流是每秒通过某一点的电荷量,所以 I = Q ÷ t。电流的单位是安培(A),电荷 Q 的单位是库仑(C),时间 t 的单位是秒(s)。
这条公式出现在大多数电学试卷中,常常是较长题目的第一步。它建立在物体如何带电之上,因为流动的电荷是由电子携带的。
这条公式是怎么来的?
如果 5 C 的电荷在 1 s 内通过某一点,电流就是 5 A。如果同样的 5 C 用了 2 s,电流就只有 2.5 A,因为电荷分散在更长的时间里。I = Q ÷ t 表达的就是这个想法。
同一个关系有三种写法:
| 要求的量 | 公式 | 单位 |
|---|---|---|
| 电流 | I = Q ÷ t | A |
| 电荷 | Q = I × t | C |
| 时间 | t = Q ÷ I | s |
哪些单位习惯很重要?
先换算,再计算。分钟和小时要换成秒(× 60、× 3600)。毫安要换成安培(÷ 1000)。
如果题目给的是别的单位而你没有换算,答案就不会是库仑或安培。
例题
240 C 的电荷在 2.0 分钟内通过一个加热元件。求电流。(数据为虚构。)
第 1 步,选关系式: I = Q ÷ t。
第 2 步,换算时间: 2.0 分钟 = 2.0 × 60 = 120 s。
第 3 步,代入: I = 240 ÷ 120。
第 4 步,计算: I = 2.0 A。
第 5 步,检验: Q = I × t = 2.0 × 120 = 240 C,与题目给的电荷一致。
要留意的错误
最常见的失误是直接使用题目写的时间。
错误答案: I = 240 ÷ 2.0 = 120 A。
学生把 2.0 分钟当成了秒。家用灯泡不会有 120 A,所以答案的大小本来就是一个警告。
纠正的方法是在代入那一行,把单位写在每个数字旁边。如果这一行写成“240 C ÷ 2.0 min”,不匹配就一目了然,因为公式需要的是秒。
自我检测
先试做,再打开每题的答案。
1. 18 C 的电荷在 6.0 s 内通过某一点。求电流。
查看答案
I = 18 ÷ 6.0 = 3.0 A。
2. 0.50 A 的电流流动 10 分钟。通过了多少电荷?
查看答案
t = 10 × 60 = 600 s。Q = 0.50 × 600 = 300 C。
3. 45 mA 的电流让 27 C 的电荷通过某个元件。需要多长时间?用分钟表示。
查看答案
I = 45 ÷ 1000 = 0.045 A。t = 27 ÷ 0.045 = 600 s。换成分钟,600 ÷ 60 = 10 分钟。检验:0.045 × 600 = 27 C。
接下来学什么?
下一个概念是方向:比较常规电流与电子运动。想把流动和储存的量分开,请看区分电流与储存的电荷。电荷与电流练习题把这些混在一起练习。
如果你只有在题目写得一清二楚时才做得对,一对一线上物理补习的老师可以出单位藏在题干里的新题,让你练到不再看漏。