电源和电流导体中的电场和电流4章节(301KB).pptVIP

§1、导体中的电场和电流 第二章 恒定电流 一、电流和电源 1．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． 2．形成电流的条件： + _ + + + + _ _ _ _ F 1.不接电源： 放电时Q 减小，U 减小， E 减小，Q = 0时U = 0，i = 0 2.接通电源： 放电时Q 不变，U 不变， E 不变，i 不变 + _ + + + + _ _ _ _ I 这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场（各处E值保持不变），称为恒定电场，它具有与静电场相同的基本性质。 2．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． 3．电流的方向： （1）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反； 　　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． （2）电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则． 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向． 4．电流的强弱——电流 I （1）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流：I = q / t （2）单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单位是基本单位， 　　 在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A． 常用单位还有毫安（mA）、微安（ ? A）． 　　　 1A＝103mA＝106?A （3）直流：方向不随时间变化的电流． 　　恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流． 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． 5．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 ． 由　　　　可得 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． 3.决定电流大小的微观量: n 为电荷体密度 S 为导体横截面积 v为电荷定向移动速率 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； （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． ☆关于电流的方向 【例1】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 ☆关于电流的计算 【例2】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？ 【例3】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？ 例1、解析：正确选项为C 电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。 例2、解析：设在t=1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n1，一价离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t 时间内通过该横截面的 电荷量为q=（2n1+n2）e 电流强度为I===×1.6×10-19A=3.2 A 例3、解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电量q=e，由圆周运动的知识有： T= 根据电流的定义式得： I=