2-1恒定电流解读.ppt

决不要把学习看成是任务，而应看成是一个令人羡慕的机会。为了你们自己的欢乐和今后你们工作所属社会的利益，去学习…… ——A.爱因斯坦 新学期新气象 祝同学们身体健康 如果一个人掌握了他的学科基础理论，并且学会了独立思考与工作，他必定会找到自己的道路。 …… 爱因斯坦 本学期内容三大部分： 磁学， 机械波和波动光学， 量子物理基础； 第 六 章 恒定电流 基本要求： 1. 了解电流强度、电流密度的概念。 2. 理解电动势的概念。 6.1.1 电流强度 6.1 电流 电流密度 规定：电流的方向为正电荷运动的方向。 单位时间内通过导体截面的电荷，即： I v I = e n v S 电流形成的原因 对于稳恒—电流： 在节点： —基尔霍夫第一方程 （节点电流方程） I1 I2 I3 I4 6.1.2 电流密度 －I1－I2－I3＋I4＝0 对闭合面： 方向：正电荷在该点的运动方向。 大小：该点处单位垂直截面的电流。 对任意面 ： 6.2 电源 电动势 6.2.1 电 源 + 正、负两极； 内、外电路 电源是提供非静电力的装置 （非静电力：能不断分离正负电荷使正电荷逆静电场力方向运动） 外电路：电流由正极流向负极； 内电路：电流逆着恒定电场的方向由负极流向正极 电源和电动势 6.2.2 电动势 式中 为单位正电荷所受的非静电力。 电源的电动势等于把单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功。 规定电源内部电势升高的方向为电动势的方向。 在闭合回路中: 即闭合回路的电动势等于把单位正电荷 绕闭合回路一周时非静电力所作的功。 E C －I2R2 D 6.3 含源电路的欧姆定律 R1 R2 E1 R3 I1 2 。 I2 。 A P UAP=VA－VP . B =UAB+UBC+UCD+UDP . I3 1) 设定各电流方向； 2) 选定行进方向； UAP= E1 E2 + 电流方向与巡视方向一致时，IiRi 前为“+”； 电动势方向与巡视方向一致时，Ei 前为“－”。 I1R1 － 3) 计算各电势差: 所以 如图， UAP = 普遍形式： E2 C E1 R1 R2 R3 I1 I2 I3 对任一闭合回路的电势降落： 称之为基尔霍夫第二方程（回路电压方程）。 闭合电路的欧姆定律 回路中的电流为 对于复杂电路中的任一闭合回路 [举例] 如图表示把两个无内阻的直流电源并联起来给一个负载供电，设已知电源的电动势以及各个电阻，试求每一电源所供给的电流I1以I2及通过负载的电流I。 R1 B A R2 R I1 I2 I 1 2 3 E1 E2 [解] 由基尔霍夫第一定律（节点定律）列出电流方程，对节点A： 根据基尔霍夫第二定律（回路定律），对回路B1A2B： 对回路B2A3B： 对这三个方程联立求解，即得各电流为 [习题1] 一铜质导线的截面积为3?10-6m2，其中通有电流10A。试估算导线中自由电子平均漂移速率的数量级。 [解] 设每个铜原子有一个自由电子，那么铜线内单位体积中的自由电子数为 n=NAρ/M， 式中NA是阿伏加德罗常数，M是铜的摩尔质量，而ρ是铜的密度，即 [习题2 ] 在图所示的电路中，已知电池A的电动势EA=24V，内电阻RiA=2Ω, 电池B的电动势EB=12V，内电阻RiB=1Ω，而外电阻R=3Ω。试计算（1）电路中的电流;（2）电池A的端电压U12;（3）电池B的端电压U34 ;（4）电池A所消耗的化学能功率以及所输出的有效功率;（5）输入电池B的功率及转变为化学能的功率;（6）电阻R所产生的热功率。 I R B 3 4 2 1 I I A 电流的指向如图中所示。 （2）设选定路径自1经过电池A到2，应用一段 含源电路欧姆定律 [解 ] （1）应用闭合电路欧姆定律得 结果表示1处的电势V1高于2处的电势V2。 再从1342路径计算1、2之间的电势差得 结果与前相同。 （3）设选定路径方向自3经过电池B到4，仍应用一段含源电路欧姆定律得 （4）由电动势的定义可知，当电源中通有电流I时，电源作功的功率为 电池A消耗的化学能功率P1=IEA=2?24W=48W，其输出功率P2=IU12=2?20W=40W ，消耗于内阻的功率P3=I2RiA=4?2W=8W。 P3等于P1减去P2。 （5）输入电池B的功率 P4=IU34=14?2W=28W， 其中变为化学能的功率 P5=IEB=12?2W=24W