21电源和电流lqh.ppt

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1、2.1 2.1 电源和电流电源和电流第二章第二章 恒定电流恒定电流1 1、形成：形成：自由电荷的自由电荷的定向运动定向运动形成电流。形成电流。2 2、产生电流的条件：产生电流的条件：自由自由电荷电荷一、电流一、电流 保持保持电势差电势差+-E E内因内因外因外因3 3、电流方向：电流方向：规定为规定为正正电荷电荷定向定向运动的方向。运动的方向。一、电流一、电流 I+-E EBA-A+_B_等势体等势体AB水池导体中自由电子的定向移动使两个带电体导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线成为等势体，达到静电平衡，导线R R中会产中会产生一个生一个瞬时瞬时电流电流抽水机抽水

2、机思考思考:怎样才能使怎样才能使A A、B B之间有持续的水流之间有持续的水流-+A+_B_P-二.电源1.1.能把自由电子从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),),使电路有使电路有持续持续的电流的电流.1 1、导线内部的自由电子为、导线内部的自由电子为什么会发生定向移动呢什么会发生定向移动呢?思考思考:2 2、导线内部的电场是怎么形成的呢？会有、导线内部的电场是怎么形成的呢？会有什么特点什么特点?电子受到了电场力的作电子受到了电场力的作用，导体内部存在电场用，导体内部存在电场-+A+_B_P-+A+_B_

3、P 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MNE0FFnFtMNE0E0E MNE导体内的场强处处都平导体内的场强处处都平行导体（沿导体的切线行导体（沿导体的切线方向）方向）导线内很导线内很快形成沿快形成沿导线方向导线方向的电场的电场 导线内的电场，是由导线内的电场，是由电源、导线电源、导线 等等电路元件所积累的电荷共同形成的电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但尽管这些电荷也在运动，但有的流有的流走了，另外的又来补充走了，另外的又来补充，所以电荷，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳的分布是稳定的，电场的分布也稳定。定。-恒定电场恒定电场 恒定电

4、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的电场称为恒定电场场称为恒定电场.恒定电场是不是就是匀强电场？恒定电场是不是就是匀强电场？思考：思考：恒定电场：恒定电场：指电场的分布稳定，某处的指电场的分布稳定，某处的场强不变。场强不变。匀强电场：匀强电场：指的是场强处处相同的场强。指的是场强处处相同的场强。恒定电场恒定电场某处的电场强度不变某处的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率速率不变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直流电直流电：电流电流方向方向不随时间变化的电流不随时间变化的电流。交流电交流电：大小、方向大小、方

5、向随时间作随时间作周期变化周期变化的的电流电流。电流分类：电流分类：电流电流大小和方向大小和方向都不随时间变都不随时间变化的电流化的电流恒定电流恒定电流。三三.恒定电流恒定电流1.定义：大小方向都定义：大小方向都不随时间变化不随时间变化的电流称的电流称为恒定电流为恒定电流.三三.恒定电流恒定电流 1.1.定义：大小方向都定义：大小方向都不随时间变化不随时间变化的电流称为的电流称为恒定电流恒定电流.2.2.电流电流强度强度(I I):):表示电流的强弱程度表示电流的强弱程度.如果如果I I表示电流表示电流,Q,Q表示在表示在t t时间内通过导体横时间内通过导体横截面的电荷量截面的电荷量,则则 I

6、=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 常用单位常用单位 毫安（毫安（mAmA）、微安（）、微安（AA）注意对于注意对于I=Q/t的理解的理解 一般在导体中是自由电子定向移动，一般在导体中是自由电子定向移动，但在电解溶液导电中，溶液中的正、但在电解溶液导电中，溶液中的正、负离子沿相反方向定向移动，不能认负离子沿相反方向定向移动，不能认为正负电荷相互抵消，用公式计算时，为正负电荷相互抵消，用公式计算时，Q为通过某一截面的正负电荷量的绝为通过某一截面的正负电荷量的绝对值之和对值之和1 1、在金属导体中，若在金属导体中，若10s10s内通内通过横截面的

7、电量为过横截面的电量为10C10C，则导，则导体中的电流为体中的电流为_A_A；1 2 2、在稀、在稀CuSOCuSO4 4溶液中插入两碳棒极板，溶液中插入两碳棒极板，在两极板上加一定的电压，在在两极板上加一定的电压，在10s10s内内有有5 510101818个个CuCu离子通过某截面，则离子通过某截面，则碳棒中的电流强度为多大？碳棒中的电流强度为多大？Q为通过某一截面的正负电荷量的绝对值之和为通过某一截面的正负电荷量的绝对值之和电流的微观表达式电流的微观表达式一段长为一段长为L的粗细均匀的导体，两端加一定的粗细均匀的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的电压，导体中的自由

8、电荷沿导体定向移动的速率为的速率为v，设导体的横截面积为，设导体的横截面积为S，导体，导体单位体积内的自由电荷数为单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电，每个自由电荷的电荷量为荷的电荷量为q，则导体中自由电荷总数，则导体中自由电荷总数N=，总电荷量，总电荷量Q=，所有这些电荷都通，所有这些电荷都通过某一横截面所需要的时间过某一横截面所需要的时间t=，所以，所以通过该导体的电流通过该导体的电流I=。由此可见，从微观上看，电流决定于导由此可见，从微观上看，电流决定于导体中体中自由电荷的密度自由电荷的密度，电荷定向移动速率电荷定向移动速率，还与导体的还与导体的横截面积横截面积有关有关nLSnLSqL

9、/vnqSv例例: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,通过的通过的电流电流I I=1A,=1A,已知铜的密度已知铜的密度=8.910=8.9103 3kg/mkg/m3 3,铜的摩尔质量铜的摩尔质量M=6.410M=6.410-2-2kg/mol,kg/mol,阿伏加德阿伏加德罗常数罗常数NNA A=6.0210=6.02102323molmol-1-1,电子的电量电子的电量e=-e=-1.6101.610-19-19C C,求铜导线中自由电子定向移动的求铜导线中自由电子定向移动的速率速率.（可认为铜导线中平均每个铜原子贡献（可认为铜导线中平均每个铜原子贡献

10、一个自由电子一个自由电子.）vtvsv思考思考: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1010-5-5m/sm/s，电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10105 5m/sm/s，电场的传播速率电场的传播速率3 310108 8m/s.m/s.课堂训练课堂训练1 1、关于电流的方向，下列叙述中正确的是、关于电流的方向，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金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向向移动

11、的方向B B在电解质溶液中有自由的正离子和负离在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定子，电流方向不能确定C C不论何种导体，电流的方向规定为正电不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向荷定向移动的方向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向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同同C C2 2、下列关于电流的说法中正确的是、下列关于电流的说法中正确的是 （）A A导体中产生电流的条件是导体两端保导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的电势差持一定的电势差B B电流的方向就是电荷的定向运动方向电流的方向就是电荷的定向运动方向C C电流的方向不变的电流叫恒定电流电流的方向不变的电流叫恒定电流DD电流的方向和大小都不变的电流叫恒电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流定电流2 2、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的圆轨道的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为荷量为e e，运动速率为，运动速率为v v，求电子绕，求电子绕核运动的等效电流多大？核运动的等效电流多大？