高二物理选修3 导体中的电场和电流 ppt.ppt

2.1 导体中的电场和电流 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? 电流的形成 1．电流： 形成电流的条件： （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电场力的作用下发生定向移动，形成电流． 　 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流． 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? 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。-----恒定电场 恒定电场 三.恒定电流 1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流. 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； 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． 2A 3．决定电流大小的微观量 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 ． 例题: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. 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？ 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、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.(恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式 课堂训练 3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是 A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向 B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定 C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同 课堂训练 4、某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？ 课堂训练 5、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？ * 第二章 恒定电流 　电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流． 电荷的定向移动形成电流． - 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 - - 一.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 思考题