高中物理 第2章 恒定电流 2.1 导体中的电场和电流课件 新人教选修31.ppt

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1、第二章第二章 恒定恒定电流流第一第一节 电源和源和电流流2021/8/11 星期三1 电闪雷鸣时电闪雷鸣时,强大的电强大的电流使天空发出耀眼的闪光流使天空发出耀眼的闪光,但但它只能存在于一瞬间它只能存在于一瞬间,而手电而手电筒中的小灯泡却能持续发光筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么这是为什么?2021/8/11 星期三2电流的形成电流的形成1 1电流：电流：电荷的热运动，从宏观上看，电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流不能形成电流 电荷的定向移动形成电荷的定向移动形成电流电流2021/8/11 星期三3导线中中产生瞬生瞬时电流流+A+BABA，B两两导体成体成为一个等一个等势体体2021/

2、8/11 星期三4水水池池A A水水池池B抽水机抽水机抽水机的作用？2021/8/11 星期三5-BA-A+_B_等势体等势体导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件:导体两端存导体两端存在电势差在电势差导体中自由电子的定向移动导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线达到静电平衡，导线R R中会产中会产生一个瞬时电流生一个瞬时电流2021/8/11 星期三6-+A A+_B B_P P-一一.电源电源1.1.能把自由电子从正极搬到负极能把自由电子从正极搬到负极的装置的装置.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),

3、),使电路有持续的电流使电路有持续的电流.2021/8/11 星期三7 形成电流的条件：（1 1）存在自由电荷）存在自由电荷金属导体金属导体自由电子自由电子 电解液电解液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压当当导导体体两两端端存存在在电电压压时时，导导体体内内建建立立了了电电场场，导导体体中中的的自自由由电电荷荷在在电电场场力力的的作作用用下下发发生生定定向向移移动动，形形成成电流电流电电源源的的作作用用是是保保持持导导体体两两端端的的电电压压，使导体中有持续的电流使导体中有持续的电流2021/8/11 星期三8MNE0FFnFtAB假设在电源正、负假设在电源正、负

4、极之间连一根导线极之间连一根导线二二.导线中的电场导线中的电场2021/8/11 星期三9MNE0FFnFt 假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线ABMNE0MNEEE0E导线内很快形成沿导线内很快形成沿导线方向恒定电场导线方向恒定电场二二.导线中的电场导线中的电场2021/8/11 星期三10 导线内的电场，是由导线内的电场，是由电源、导线电源、导线 等电路元件所积等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分荷的分

5、布是稳定的，电场的分布也稳定。布也稳定。-恒定电场恒定电场2021/8/11 星期三11 恒定电场恒定电场 由稳定分布的电荷产生稳由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场定的电场称为恒定电场.2021/8/11 星期三12恒定电场恒定电场电场强度不变电场强度不变自由电子在各个位置的定向运动速率也不变自由电子在各个位置的定向运动速率也不变串一个电流表串一个电流表,读数不会变读数不会变恒定电流恒定电流 1.1.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称为恒定电流称为恒定电流.2021/8/11 星期三13 三三.恒定电流恒定电流 2.2.电流电流(I):(I):表示电流的强弱程度

6、表示电流的强弱程度.定义定义:通过导体横截面的电量通过导体横截面的电量q q跟通过这跟通过这些电量所用时间些电量所用时间t t的比值叫做电流的比值叫做电流 .公式公式:I=q/t:I=q/t单位单位:国际单位国际单位 安培安培(A)1A=1C/s(A)1A=1C/s常用单位：毫安（常用单位：毫安（mAmA）、微安（）、微安（AA）方向方向:正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向 电流是标量电流是标量2021/8/11 星期三14（1 1）在金属导体中，自由电子的定向）在金属导体中，自由电子的定向移动形成电流。电流方向移动形成电流。电流方向?（2 2）在电解液中，导电时，是正负离）在电解液中，

7、导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，子向相反方向定向移动形成电流，电流方向？电流方向？电量电量q q表示通过截面的正、负离子电表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。量绝对值之和。注意注意2021/8/11 星期三151 1、在金属导体中，若、在金属导体中，若10s10s内通过横截内通过横截面的电量为面的电量为10C10C，则导体中的电流为，则导体中的电流为_A_A；1A 1A 2 2、某电解槽横截面积为、某电解槽横截面积为0.5m20.5m2，若，若10s10s内沿相反方向通过横截面的正负离内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为子的电量均为10C10C，则电解液中的电，则电解液

8、中的电流为流为_A_A2A 2A 课堂训练课堂训练2021/8/11 星期三16已知：已知：n n为单位体积内的自由电荷的为单位体积内的自由电荷的个数，个数，S S为导线的横截面积，为导线的横截面积，v v为自为自由电荷的定向移动速率由电荷的定向移动速率 .在时间在时间t t内通过导体某截面的电内通过导体某截面的电量为量为:Q=(VtS)nq:Q=(VtS)nq 所形成的电流为所形成的电流为:I=Q/t=nqSV I=Q/t=nqSV 3 3决定电流大小的微观量决定电流大小的微观量vtvsv2021/8/11 星期三17思考题思考题 如果认为电子的定向运动速率如果认为电子的定向运动速率就是电流

9、的传导速率，和我们的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？生活经验是否相符？怎样解释？电子定向移动的速率约电子定向移动的速率约10-5 m/s10-5 m/s，电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10 5 m/s10 5 m/s，电场的传播速率电场的传播速率310 8 m/s.310 8 m/s.2021/8/11 星期三181 1、形成电流的条件：、形成电流的条件：（1 1）存在自由电荷（）存在自由电荷（2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压2 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 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行

10、导线内的电场线保持和导线平行.(恒定电场恒定电场)4 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 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 1）定义式）定义式 I=q/tI=q/t （2 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: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2021/8/11 星期三193 3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是、关于电流的方向，

11、下列叙述中正确的是 （）A A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B 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，电流方向不能确定定C 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 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荷定向移动的方向相同C C2021/8/11 星期三20课堂训练课堂训练4 4、某电解质溶液，如果在、某电解质溶液，如果在1 s

12、1 s内共有内共有5.010185.01018个二价正离子和个二价正离子和1.010191.01019个一价负离子通过某横截面，那么通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？过电解质溶液的电流强度是多大？3.2 A 3.2 A 2021/8/11 星期三21课堂训练课堂训练5 5、氢原子的核外只有一个电子，设、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为电子在离原子核距离为R R的圆轨道上的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为量为e e，运动速率为，运动速率为v v，求电子绕核，求电子绕核运动的等效电流多大？运动的等效电流多大？2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23