21电源和电流课件.ppt
电闪雷鸣时电闪雷鸣时, ,强大的电流使天强大的电流使天空发出耀眼的闪光空发出耀眼的闪光, ,但它只能存在但它只能存在于一瞬间于一瞬间, ,而手电筒中的小灯泡却而手电筒中的小灯泡却能持续发光能持续发光, ,这是为什么呢这是为什么呢? ? zxxkP-A+_B_BAAB连通器高水位A低水位B抽水机抽水机-+_等势体电源电源1.1.能把自由电子从能把自由电子从正极正极搬运到搬运到负极负极的装置的装置. .2.2.作用作用: :移送电荷，移送电荷，保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差( (电压电压),), 使电路有使电路有持续持续的电流的电流. .PBA-+_电源电源一、电源一、电源导线内的电场，是由电源、导线等电路元件导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但运动，但有的流走了，另外的又来补充有的流走了，另外的又来补充，所以，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。2 2、由、由稳定分布稳定分布的电荷的电荷产生的产生的稳定稳定的电场称为的电场称为恒定电场恒定电场. .方向：沿导方向：沿导线的切线方向。线的切线方向。组卷网-+A+_B_P-二、恒定电场二、恒定电场1、导线中电场的形成、导线中电场的形成3、恒定电场的特点：任何位置的电场强、恒定电场的特点：任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同。相同。4、建立电场的速率：以光速完成。、建立电场的速率：以光速完成。又叫电流传导速率或叫电场的传播又叫电流传导速率或叫电场的传播速率速率三、形成电流的条件三、形成电流的条件：1、要有能自由移动、要有能自由移动的电荷。的电荷。2、导体两端存在电压。、导体两端存在电压。3、电源：、电源：使导体两端保持持续电压。使导体两端保持持续电压。恒定电场恒定电场各处电场强度各处电场强度不变不变串连一个电流表串连一个电流表, ,读数不会变读数不会变自由电子定向运动的自由电子定向运动的平均速率平均速率不变不变恒定电流恒定电流四四、恒定电流、恒定电流四、恒定电流四、恒定电流1、恒定电流：、恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。大小、方向都不随时间变化的电流。2 2、电流的强弱、电流的强弱电流电流定义定义: :通过导体横截面的通过导体横截面的电量电量q q跟通过这些电量所用跟通过这些电量所用时时间间t t的的比值比值叫做电流叫做电流定义式定义式: :I = q /I = q / t t单位单位: :安培安培(A) (A) 基本单位基本单位 1A=1C/s1A=1C/s 常用单位：毫安（常用单位：毫安（mAmA）、微安（）、微安（AA） 例例2 2、3 3五、电流的微观表达式五、电流的微观表达式SlnSlnSleneSvneSv是是 例例3 3、有一条横截面积有一条横截面积S=1mmS=1mm2 2的铜导线的铜导线, ,通过的电通过的电流流I=1A,I=1A,已知铜的密度已知铜的密度=8.9=8.910103 3kg/mkg/m3 3, ,铜的摩尔质量铜的摩尔质量M=6.4M=6.41010-2-2kg/mol,kg/mol,阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数N NA A=6.02=6.0210102323molmol-1-1, ,电子的电量电子的电量e=-1.6e=-1.61010-19-19C,C,求铜导线中自由电子定向移求铜导线中自由电子定向移动的速率动的速率. .可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子由电子. .BC 解：解：设自由电子在导线内定向移动的速率为设自由电子在导线内定向移动的速率为v v。 取一段导线，自由电子从它的左端移动到右端所用取一段导线，自由电子从它的左端移动到右端所用的时间为的时间为t，则这段导线的长度为，则这段导线的长度为vt、体积为、体积为vts、质、质量为量为vts。这段导线中的铜原子数为：。这段导线中的铜原子数为： n = vtsNA/M 此导线中的自由电子数目也为此导线中的自由电子数目也为n 在时间在时间t t内这些电子全部通过右端横截面，因此通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为过横截面的电荷量为 q = ne = vtsNAe/M 由由I = q/t，得：，得： I = vsNAe/M 从中解出：从中解出： v = IM/ sNAe 代入数值后得：代入数值后得： v = 7.510-5m/sBC二个速率二个速率 电子定向移动的速率约电子定向移动的速率约 10- -5 m/s 电场的传播速率电场的传播速率 310 8 m/s 如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导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？速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？a、手电筒中小灯泡的工作电流是手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。b、电子手表工作时，液晶显示屏的电流为电子手表工作时，液晶显示屏的电流为 0.2A左右。左右。c、彩色电视机工作时，屏幕为彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源的工作吋，电源的工作电流为电流为0.4A左右；屏幕为左右；屏幕为29 吋吋, 电源的工作电流为电源的工作电流为1A左右。左右。d、50Hz的日常照明电的日常照明电流流，人能感触到的触电电流为，人能感触到的触电电流为1mA，能够自行摆脱电源的触电电流为，能够自行摆脱电源的触电电流为 10mA，触电，触电电流达到电流达到50mA以上，将引起心室颤动，人处于麻痹以上，将引起心室颤动，人处于麻痹状态。因此，国际电工委员会规定的状态。因此，国际电工委员会规定的安全电流安全电流（摆（摆脱电流）为脱电流）为10mA。你你 知知 道道 吗吗?1 1、电源、电源：能把自由电子从正极搬运到负极的装置：能把自由电子从正极搬运到负极的装置. . 作用：提供持续的电压作用：提供持续的电压2 2、恒定电场：、恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场由稳定分布的电荷产生稳定的电场 称为恒定电场称为恒定电场. .组卷网3 3、恒定电流、恒定电流: :大小、方向都不随时间变化的电流大小、方向都不随时间变化的电流. . （1 1）定义式：）定义式： （2 2）微观表达式：）微观表达式：neSvI n n 为单位体积内自由电荷数目，为单位体积内自由电荷数目，S S 为导体横截面积，为导体横截面积，V V 为电荷定向移动速率为电荷定向移动速率 q q 为每个自由电荷的电量为每个自由电荷的电量
