2.1《电源与电流》ppt课件.pptVIP

第二章《恒定电流》  学习目标 1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流。 3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。 一、电源 恒定电场 1、恒定电场的形成 2、恒定电场的特点： (1)电场线和导线平行 （2）任何位置的场强不随时间变，基本性质与静电场相同 注：恒定电场不是静电场 、恒定电流 （1）电流为标量，电流虽有方向但是标量（2）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。  练习: （1）在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为__A； 分析解答：（1）根据电流的定义式得到10s内通过横截面积的电流为1A ． （2）某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为__A． 分析解答：（2）正负粒子的电量均为10库，则10s内通过横截面积的总电量为20库，电流为2A． 四、电流的微观表达式 在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，设导体的横截面积为S．导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v，则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C ． 例 1 有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.62 × 1023mol-1，电子的电量e=-1.6 × 10-19C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。 解：设自由电子定向移动的速率是v 思考题 如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？ 三种速度的区别 小结： 1.形成电流的条件： （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压 2.恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流． 定义式： 3.决定电流大小的微观量: * * 导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流. (瞬时电流) 1、电流的形成 2、持续电流的形成 倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。 装置P?电源 - B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 等势体 导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差 A B 水池 导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体,达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流 抽水机 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 3.电源 （1）能把自由电子从正极搬到负极的装置. （2）作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流. - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 假设在电源正、负极之间连一根导线 M N E0 F Fn Ft 二.导线中的电场 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 假设在电源正、负极之间连一根导线 M N E0 F Fn Ft M N E0 E0 E′ M N E 导线内很快形成沿导线方向的电场 二.导线中的电场 导体内的电场线保持和导线平行 电流： 1、 定义： 大小、方向都不随时间变化的电流 用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱 2、 公式： 4 、 方向：正电荷定向移动的方向 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 可得 3、 单位：安培 A 其他单位 mA μA 电解液中电流方向 说明 由　　　　可得 各量含义：1、n为单位体积自由电荷数 2、q每个自由电荷的电荷量 3、s导体的横截面积（与电流垂直） 4、v自由电荷定向移动的速率 t时间内通过横截面的电荷量是 由 得 从中解出 代入数值后得 v =7.5 ×10-5 m/s 电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s. （1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即 受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言） （2）电子定向移动速率，