初二物理的问题，正电荷负电荷与自由电子有什么关系？

解释你的问题补充：
1、发现电流的时候，还不知道电流的形成原因，但是知道有两种电荷，科学家猜想了电流产生的三种可能：1可能是正电荷的定向移动，2可能是负电荷的定向移动，3可能正负电荷一起相对移动。
规定正电荷移动方向为电流方向全是因为方便。事实上定向移动的不是正电荷，而是带负电的核外电子，事实上带正电荷的原子核是不动的。
2、根据相对运动，电子的反方向运动，就相当于正电荷的正方向运动，为方便考虑问题，所以采用后者来描述电流的运动方向。
3、金属是由原子组成的，固态金属的原子核是很稳定的，可以说是不动的（或说自由移动的空间非常非常小，相当于不动），动的只有核外电子，导体的核外电子容易形成定向移动，因为电子是负电荷，所以电子移动的反方向就是我们所说的电流方向。
（我是按照初中标准给的浅显答案，需要更进一步分析可以一起讨论，不过以上对于初高中来说够用了）

再次补充：你说的一点没错，就是电子从电源负极出来，流向正极，而正电原子核始终没动！
看你这么聪明，关于电子为什么通电了就会这样移动也顺带做个解释吧。
首先通电回路会在导线中产生一个由正极指向负极的电场，电子才会由负极流入正极，从正极钻到电池里面去。而你知道吗？在电池的内部恰好有一个相反的电场，这个电场是由负极指向正极的，它在电池的内部而不是在导线中，这样，外部的电流方向和内部的电流方向形成了一个同指向封闭的回路。电池内部的电场会使钻入电池的电子（电子从负极出来，通过导线流入电池正极）在电池的内部由正极向负极流动，最后从电池的负极钻出来，进入导线中，导线中的电子，再在导线中那个电场的作用下在导线中流向正极，从电源正极钻进电池里面去，如此循环下去，进入电池正极的电子与流出电源负极的电子一样多。并没有消失。另外，电池内外的电场力，都是由电池内部的化学能提供的，电池里的化学物质正极发生还原反应，吸收回路中的电子,电路中的电子从正极钻入电源；负极发生氧化反应，向导线中释放电子，刚才钻入电源的电子从负极钻出。一旦化学能耗尽，还原反应与发生氧化反应就结束了。电池就不能让导线中的电子从正极钻到电源内部，也不能让电源内部的电子从负极钻出来进入导线，这样电路中的电子不能电源内部与导线之间循环流动，电池也就没电了。

另：补充lrn076同学对键盘的解释，为什么现在的键盘是按照QWERTY这样的布局呢？ 这是因为最初的打字机是全机械结构的打字工具，如果打字速度过快，某些键的组合很容易出现卡键问题，于是肖尔斯发明了这种键盘布局，他将最常用的几个字母安置在相反方向，最大限度放慢敲键速度以避免卡键。肖尔斯在1868年申请专利，1873年使用此布局的第一台商用打字机成功投放市场。这就是为什么有今天键盘的排列方式。
所以不是大家认为的这种布局打字速度快，实际上QWERTY的键盘按键布局方式非常没效率，因为这种布局恰恰是为了放慢打字速度而设计……
国外某强人近年来发明了一款打字最快的键盘布局，现在国外高端的打字员都用那种键盘，而大众，习惯的才是方便的，老百姓谁追求极限的打字速度呢？这是一个非常典型的“劣势产品战胜优势产品”的例子。

1、一直想不明白书上说“电荷在金属杆中可以定向移动，金属是导电的”，又说“金属导电，靠的就是自由电子”，这两句话一个意思吗？我是不是可以理解为电荷=自由电子？
回答：第一句话，金属中有可以移动的电荷，所以金属可以导电。第二句话，金属里面可以移动的是自由电子，因为质子是不移动的，所以金属导电，靠的是自由电子。这两句话不完全一样。另外，电荷并不等于自由电子，电荷有正负电荷之分，电子一般带负电，为负电荷。
2、我知道元电荷不带电，只是一个数，正电荷和负电荷呢？与自由电子有什么关系？
回答：元电荷只是一个表示电荷量的一个基，就像数字里面的1一样，是一个尺度标准，它跟正负电荷没有必然关系，但是带电体所带的电荷量是用元电荷来衡量的。
3、还有，电荷的定向移动称为电流，电流的方向就是正电荷移动的方向，但不是说物体的原子只有质子带正电，而质子不容易失掉么？也就是说正电荷一般是不移动的，导电只是自由电子在移动（是不是自由电子=负电荷？），既然带有正电的质子不移动，只有带有负电的自由电子移动，那为什么把电流方向定为正电荷的移动方向？就像河中的石头，水是向下流的，石头是不动的，为什么要把石头的流向定为正方向
回答：电荷的定向移动形成电流，而导体内移动是一般是负电荷，即自由电子，自由电子带负电，所以自由电子的移动形成了电流。然而电流的方向在最初定义的时候被定义为正电荷移动的方向，一直沿用至今，正电荷不移动，由相对运动可知，电流的方向与自由电子的移动方向相反。这个定义就如同我们现在使用的键盘一样，现在的键盘字母的排列并不是按照字母的顺序排列的，但是，当人们发现这个问题的时候，我们已经用习惯了，所以键盘的排列顺序并没有改变，而是一直沿用至今。只是大家已经一直习惯了，没有必要去深究哪个方向必须为正，哪个方向必须为负。

电荷的运动能产生电流，但是怎么样才是让电流的方向一定的不是随意的方向运动呢，那么就要有2个高低的电动势，就是所谓的电压，要么就是电荷在磁场内做切割磁感线运动才会出现电压，有电压电流才才会按一定的方向运动。就像水流一样，高处的水肯定是往低处流，其实电流比较简单一些可以看做是水流！这样就实际一点 .
组成物质的无论是分子还是原子 他们都是在运动的，而运动的快慢和物体自身的温度有关系，这个是物理课本上有讲到的，所以说分子和原子都在运动，那么质子为什么不动呢？ 其实简单点说就是在收到外部的影响的情况下，比方摩擦起电，使本来不带电的也就是中和的原子和分子因为外界的力的影响，从而原子核对核外电子的束缚力小于这个外力的情况下，那么原子就会失去核外的电子，那么本来中和不显示电性的原子就显为+电了，而再一运动就会产生电流不是吗？ 而电流的方向是可以用外界的种种手段来维持它一直是这个方向的，我上面有说到的！

是否可以这样解释：原子由原子核和电子构成，当原子失去电子时成为正离子，当原子得到电子时成为负离子；在金属杆里，应该是电子振动形成电流。

电荷包括正电荷和负电荷，自由电子是负电荷的一种；另外，金属导电靠的是自由电子，可以导电，导体不只是金属，比如说食盐水，靠的是正负离子的移动