选3.2.1电源和电流.pptVIP

第二章 恒定电流 电闪雷鸣时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么? 一、电流的形成 电流：电荷的定向移动形成电流 金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子 - B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 水流 A B 连通器 水势A 水势B 导体中产生电流的条件: 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 1、电流的形成条件： （1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子 （2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在静电力的作用下发生定向移动，形成电流 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 二、电源 1、电源：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) 移送电荷，使导体中有持续的电流. A B 连通器 水势A 水势B 抽水机 水流 让导线中有持续的电流? 电源起到什么作用? 思考 在有电源的电路中, 导线内部的电场又有何特点? - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 假设在电源正、负极之间连一根导线 M N E0 F Fn Ft 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 导体内的电场线保持和导线平行 导线中的电场 我们在上一章中曾经得出结论:在静电平衡时,导体内部的场强为零,导体上任意两点之间的电势差为零(等势体).这与我们现在的说法有矛盾吗?为什么? 思考题 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定的。 由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场. 三、恒定电场 由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化.如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定. 大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流 四、恒定电流 表示电流的强弱 1、定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流 2、定义式:I= q / t 3、单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 4、方向:正电荷定向移动的方向 注意：电流是标量 它的运算不遵循平行四边形定则 五、电流 讨论 q q s 正电荷向左通过横截面S 负电荷向右通过横截面S 在t时间内 通过横截面S的等效电流I=？ 课堂练习 1、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 在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。 例、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=6.02×1023mol-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.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子. 取一段长度为vt的导线，时间t内有多少电子通过右端横截面？ 解析：I与V有关吗？ 可通过公式 找I与V的关系 解:取一段导线，自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为t，则这段导线的长度为vt、体积为vtS、质量为ρvtS。这段导线中的原子数为 由于时间t内这些电子全部通过右端横截面，因此通过横截面的电荷量是 q = ne = e 知： S为导线的横截面积 n为单位体积内自由电荷的个数 q为每个自由电荷的电荷量 v为自由电荷的定向移动速率 求：通过导体的电流I? 解：在时间t内通过导体 某截面的电量为: