第2节　电　源.pptx

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1、1.2 1.2 电源电源 【问题问题】电闪雷鸣时，强大的电流电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？续发光，这是为什么？一、电流的形成一、电流的形成1 1、电流：、电流：电荷的电荷的定向移动定向移动形成了电流形成了电流电荷的电荷的热运动热运动，从宏观上看，不能够形成电流，从宏观上看，不能够形成电流金属导体金属导体自由电子自由电子电电 解解 液液正、负离子正、负离子-BA-A+_B_水流AB连通器水势A水势B导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件:导体中自由

2、电子的定向移动导体中自由电子的定向移动使得两个带电体成为了等势使得两个带电体成为了等势体，达到了静电平衡，导线体，达到了静电平衡，导线R R中会产生一个中会产生一个瞬时瞬时电流电流-BA-A+_B_抽水机抽水机水流AB连通器水势A水势B导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件:导体两端存在导体两端存在电势差电势差导体中自由电子的定向移导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线体，达到静电平衡，导线R R中会产生一个中会产生一个瞬时瞬时电流电流2 2、电流的形成条件、电流的形成条件：（1 1）存在）存在自由电荷自由电荷金属导体金属导体自由电子自由电子

3、电电 解解 液液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在）导体两端存在电压电压当导体两端存在电压时，导体内建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。的作用下发生定向移动，形成电流。-+A+_B_P-二、电源二、电源1 1、电源：能把自由电子从、电源：能把自由电子从正极正极搬到搬到负极负极的装置的装置2 2、作用：、作用：保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差(电压电压)使导体中有使导体中有持续持续的电流的电流.拓展拓展:电源电源P把电子从把电子从A搬运到搬运到B的过程中的过程中,电子的电势电子的电势能

4、如何变化能如何变化?从能量的角度看发挥了怎样的作用？从能量的角度看发挥了怎样的作用？AB连通器水势A水势B抽水机抽水机水流【问题问题】在有电源的电路中，导线内部的在有电源的电路中，导线内部的电场又有何特点？电场又有何特点？-+A+_B_PMNE0FFnFtMNE0E0E MNE导线内很快形成沿导线方向的电场导体内的电场线保持和导线平行在电源正、负极之间连一根导线【思考题思考题】我们在上一章中曾经得出结论：在静我们在上一章中曾经得出结论：在静电平衡时，导体内部的场强为零，导体上电平衡时，导体内部的场强为零，导体上任意两点之间的电势差为零（等势体）。任意两点之间的电势差为零（等势体）。这与我们现在

5、的说法有矛盾吗？为什么？这与我们现在的说法有矛盾吗？为什么？导线内的电场，是由电源、导线等电导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。场的分布也稳定。-恒定电场恒定电场三、恒定电场恒定电场恒定电场恒定电场由由稳定分布稳定分布的电荷产生的电荷产生稳定稳定的电场的电场称为恒定电场。称为恒定电场。恒定电场恒定电场电场强度不变电场强度不变自由电子定向运动的平均自由电子定向运动的平均速

6、率速率不变不变串一个电流表，读数不会变串一个电流表，读数不会变恒定电流恒定电流四、四、恒定电流恒定电流1.定义：定义：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。用单位时间内通过导体横截面的电用单位时间内通过导体横截面的电 量表示电流强弱。量表示电流强弱。2.公式：公式：3.单位：单位：安培安培 A 其他单位其他单位 mA A4.方向：方向：正电荷定向移动的方向。正电荷定向移动的方向。金属导体中电流的方向与自由电子金属导体中电流的方向与自由电子 定向移动的方向相反。定向移动的方向相反。【说明说明】（1）电流为标量，电流虽有方向但是）电流为标量，电流虽有方向但是标量。标量。（

7、2）电解液中正负离子定向移动方向）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷量为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。和负电荷总电荷量的绝对值之和。【例例1】某电解池，如果在某电解池，如果在1s中内共中内共有有5.01018个一价正离子和个一价正离子和5.01018个一个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？截面的电流强度是多大？答案：答案：1.6A【例例2】有一条横截面积有一条横截面积S=1mm2的的铜导线，通过

8、的电流铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密。已知铜的密度度=8.9103kg/m3，铜的摩尔质量，铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol，阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数NA=6.621023mol-1，电子的电量，电子的电量e=-1.610-19C。求铜导线中自由电子定向。求铜导线中自由电子定向移动的速率。移动的速率。解：解：设自由电子定向移动的速率是设自由电子定向移动的速率是v时间时间t内通过横截面的电荷量是内通过横截面的电荷量是:五、五、电流的微观表达式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，两端加一定 的电压，自由电荷定向移动的速率为

9、的电压，自由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，导体每单位体积，导体每单位体积 内自由电荷数为内自由电荷数为n，每个自由电荷量为，每个自由电荷量为q。ABl五、五、电流的微观表达式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，两端加一定 的电压，自由电荷定向移动的速率为的电压，自由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，导体每单位体积，导体每单位体积 内自由电荷数为内自由电荷数为n，每个自由电荷量为，每个自由电荷量为q。ABl总电量总电量电荷总数电荷总数【思考题思考题】如果认为电子的定向运动如果认为电

10、子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活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？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10-5m/s电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率105m/s电场的传播速率电场的传播速率3108m/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）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）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）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为有

11、关，一般每秒为10-210-3m的数量级。（对的数量级。（对每个电子而言）每个电子而言）（3）电子热运动速率，任何微观粒子都）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，通常情况做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米。为每秒几百米。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：电源的作用：提供持续的电压提供持续的电压3.导线中的电场：导线中的电场：导线内的电场线保持和导线平导线内的电场线保持和导线平 行。（恒定电场）行。（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：I=nqSvn 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 为导体横为导体横截面积，截面积，v为电荷定向移动速率，为电荷定向移动速率，q为每个自由电为每个自由电荷的电量。荷的电量。小小 结结