電源和電流說課講解.ppt

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1、2.1電源和電流第二章恒定電流1．電流：電荷的熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看，不能形成電流．電荷的定向移動(dòng)形成電流．電流的形成-BA-A++++++++_B_______導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件:抽水機(jī)水流AB連通器水勢(shì)A水勢(shì)B電流的形成導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差---+A+++++++___B_____P--1.能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置.2.作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路有持續(xù)的電流.一.電源形成電流的條件：（1）存在自由電

2、荷金屬導(dǎo)體——自由電子電解液——正、負(fù)離子（2）導(dǎo)體兩端存在電壓當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流．--+A+++++++___B_____P假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線MNE0FFnFt二.導(dǎo)線中的電場(chǎng)--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMNE0E0E′MNE導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng)導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線二.導(dǎo)線中的電場(chǎng)

3、---+A+++++++___B_____P--導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定。由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng).恒定電場(chǎng)由于恒定電場(chǎng)的作用,導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率增加;而在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子碰撞從而減速,因此自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不隨時(shí)間變化.如果我們?cè)谶@個(gè)電路中串聯(lián)一個(gè)電流表,電流表的讀數(shù)保持恒定.大小方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流三.恒定

4、電流三.恒定電流1.大小方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流2.電流(I):表示電流的強(qiáng)弱程度.定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時(shí)間t的比值叫做電流.公式:I=q/t單位:國(guó)際單位：安培(A)1A=1C/s常用單位：毫安(mA)、微安(μA)方向:正電荷定向移動(dòng)的方向電流是標(biāo)量注意（1）適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。（2）在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動(dòng)方向相反；（3）在電解液中，電流方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)離子走向移動(dòng)方向相反．導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方

5、向定向移動(dòng)形成電流，電量q表示通過截面的正、負(fù)離子電量絕對(duì)值之和。1、在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為______；2、某電解槽橫截面積為0.5m2，若10s內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正負(fù)離子的電量均為10C，則電解液中的電流為_____．1A2A3．決定電流大小的微觀量在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個(gè)截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S．導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的電荷量為q，電荷的定向移動(dòng)速率為v則在時(shí)間t內(nèi)處于相距為vt的兩截面B、C間的所有

6、自由電荷將通過截面C．已知：n為單位體積內(nèi)的自由電荷的個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動(dòng)速率在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體某截面的電量為:所形成的電流為:Q=(VtS)nqI=Q/t=nqSV例題:有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線,通過的電流I=1A,已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率.可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電

7、子.思考題如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動(dòng)速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符？怎樣解釋？電子定向移動(dòng)的速率約10-5m/s，電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s電場(chǎng)的傳播速率3×108m/s.1、形成電流的條件：（1）存在自由電荷（2）導(dǎo)體兩端存在電壓2、電源的作用：提供持續(xù)的電壓3、導(dǎo)線中的電場(chǎng):導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行.(恒定電場(chǎng))4、恒定電流:大小方向都不隨時(shí)間變化的電流.5、電流:表示電流的強(qiáng)弱程度的物理量.（1）定義式I=q/t（2）金屬導(dǎo)體中電流的計(jì)算式小結(jié):C3、關(guān)于電流的方向，下列敘

8、述中正確的是()A．金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向B．在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子，電流方向不能確定C．不論何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向D．電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同4、某電解質(zhì)溶液，如果在1s內(nèi)共有5.0×1018個(gè)二價(jià)正離子和1.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某橫截面，那么通過電解質(zhì)溶液的電流強(qiáng)度是多大？I=3.2A5、氫原子的核外只有一個(gè)電子，設(shè)電子