(精品)五、电流和电源.ppt
2.1电源和电流电源和电流电的故事电的故事-BA-A+B_等势体等势体一一 电源电源导体中导体中自由电子自由电子在电场力的作用下发生在电场力的作用下发生定向移动定向移动形成电形成电流。流。B B失去电子，失去电子，A A得到电子，周围电场迅速减弱，得到电子，周围电场迅速减弱，A A、B B之间之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，电子不再定向移动，电流消失平衡，电子不再定向移动，电流消失-瞬时电流类比法理解电源的作用：类比法理解电源的作用：水池水池A、B的水面有一定的高度差，若的水面有一定的高度差，若在在A、B之间用一细管连起来，则水在之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向移动，从重力的作用下定向移动，从A到到B，但，但A、B的高度差很快消失，水管中只可的高度差很快消失，水管中只可能有有一个瞬间水流能有有一个瞬间水流如何让水管中有源源不如何让水管中有源源不断的水流呢断的水流呢在A、B间安一抽水机，将B池中的水及时抽到A中，使水池A中的水量得以及时补充，保持它们之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。2 2、持续电流的形成、持续电流的形成装置P电源倘若在倘若在A,B之间连接一个装置之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从作用是不断地把电子从A搬运到搬运到B，使，使AB之间始终存在一定的电场，从而保之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。持持续电流。-+A A+_B B_P P-电源电源1.1.能把自由电子从正极搬到负极的装置能把自由电子从正极搬到负极的装置.2.2.作用作用:保持导体两端的电势差保持导体两端的电势差(电压电压),),使电路有持续的电流使电路有持续的电流.模拟小实验模拟小实验二二 恒定电场恒定电场 1 1 定义定义:由稳定分布的电由稳定分布的电荷产生稳定的电场荷产生稳定的电场.2 2 特点特点:动态平衡动态平衡,不是不是静电场静电场,同时静电场规律适同时静电场规律适用用.1 导体中形成电流的条件？2 恒定电流的定义3 电流的物理意义4 电流的定义式及各物理量的含义5 单位6 方向 三三恒定电流恒定电流四、电流的微观表达式四、电流的微观表达式 推导：推导：一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为L,两端加一定的电压，自由两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为设导体的横截面积为S，导体，导体每单位体积内的自由电荷数为每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为，每个自由电荷量为q。-AB总电量总电量电荷总数电荷总数nqSvnlSql/v vNqtQI=l/v vL L思考题思考题 如果认为电子的定向运动速率就如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？经验是否相符？怎样解释？电子定向移动的速率约电子定向移动的速率约10 10-5-5 m/s m/s，电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10 10 5 5 m/s m/s，电场的传播速率电场的传播速率3 310 10 8 8 m/s.m/s.三种速度的区别三种速度的区别（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即立即 受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-2 -10-3m的数量级。的数量级。（对每个电子而言）（对每个电子而言）（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与 温度有关，通常情况为每秒几百米。温度有关，通常情况为每秒几百米。vtvsv例1.有一条横截面积有一条横截面积S=1mmS=1mm2 2 的铜导线，通过的电的铜导线，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 3 kg/m kg/m3 3 ，铜，铜的摩尔质量的摩尔质量M=6.02M=6.021010-2-2 kg/mol kg/mol，阿伏加德罗，阿伏加德罗常数常数NA=6.62NA=6.6210 10 2323mol-1mol-1，电子的电量，电子的电量e=-1.6 e=-1.6 10 10-19-19 C C。求求:铜导线中自由电子定向移动的速率铜导线中自由电子定向移动的速率答案：1、形成电流的条件：、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（）存在自由电荷（2）导体两端存在电压）导体两端存在电压2、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压3、导线中的电场、导线中的电场:动态平衡。动态平衡。(恒定电场恒定电场)4、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.5、电流、电流:表示电流的强弱程度的物理量表示电流的强弱程度的物理量.（1）定义式）定义式 I=q/t （2）金属导体中电流的计算式）金属导体中电流的计算式小结小结 n n 为为单位体积内单位体积内自由电荷数目，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
