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1、第二章第二章 恒定電流恒定電流電閃雷鳴時(shí)電閃雷鳴時(shí), ,強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光光, ,但它只能存在于一瞬間但它只能存在于一瞬間, ,而手電筒中的小燈而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光泡卻能持續(xù)發(fā)光, ,這是為什么這是為什么? ?一、電源一、電源 A、B兩個(gè)導(dǎo)體，分別帶正負(fù)電荷，它們周圍存在兩個(gè)導(dǎo)體，分別帶正負(fù)電荷，它們周圍存在電場，如果在它們之間連接一條導(dǎo)線電場，如果在它們之間連接一條導(dǎo)線R,自由電子便會(huì)自由電子便會(huì)在靜電力的作用下做定向移動(dòng)，形成電流。在靜電力的作用下做定向移動(dòng)，形成電流。等勢(shì)體等勢(shì)體BA-_-A+B_自由電子定向移動(dòng)BAR導(dǎo)線中形成瞬時(shí)電流A
2、B自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中的電流是瞬時(shí)的若在若在A、B之間連接一個(gè)裝置之間連接一個(gè)裝置P它能源源不斷地把經(jīng)它能源源不斷地把經(jīng)過導(dǎo)線過導(dǎo)線R流到流到A的電子取走，補(bǔ)充給的電子取走，補(bǔ)充給B，使，使AB始終始終保持一定數(shù)量的正負(fù)電荷，這樣，保持一定數(shù)量的正負(fù)電荷，這樣，AB之間便維持著之間便維持著一定的電勢(shì)差。由于這個(gè)電場，自由電子就不斷地一定的電勢(shì)差。由于這個(gè)電場，自由電子就不斷地由由B經(jīng)過經(jīng)過R向向A定向移動(dòng)。使電路中保持持續(xù)的電流。定向移動(dòng)。使電路中保持持續(xù)的電流。能把電子從A（正極）（正極）搬運(yùn)到B（負(fù)極）（負(fù)極）的裝置P就是電源AB水池抽水機(jī)抽水機(jī)
3、+_B_-+A+P-R作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路有持續(xù)的電流.二、恒定電場二、恒定電場 A、B周圍空間的電場是由電源、導(dǎo)線等電路周圍空間的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所累積的電荷共同形成的。雖然這些電荷也在元件所累積的電荷共同形成的。雖然這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但電荷的分布是穩(wěn)定的，不隨時(shí)間變化，電運(yùn)動(dòng)，但電荷的分布是穩(wěn)定的，不隨時(shí)間變化，電場的分布也不會(huì)隨時(shí)間變化。場的分布也不會(huì)隨時(shí)間變化。+_B_-+A+P-定義：由電路中穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場稱為恒定電場形成：當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)線中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所累積的電荷共同形成的。+_B_-+A+P-特點(diǎn)：任何位
4、置的電荷分布和電場強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化。性質(zhì)：與靜電場相同，在靜電場中所講的電勢(shì)、電勢(shì)差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系等，在恒定電場中同樣適用。二、恒定電場二、恒定電場 A、B周圍空間的電場是由電源、導(dǎo)線等電路周圍空間的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所累積的電荷共同形成的。雖然這些電荷也在元件所累積的電荷共同形成的。雖然這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但電荷的分布是穩(wěn)定的，不隨時(shí)間變化，電運(yùn)動(dòng)，但電荷的分布是穩(wěn)定的，不隨時(shí)間變化，電場的分布也不會(huì)隨時(shí)間變化。場的分布也不會(huì)隨時(shí)間變化。 恒定電場恒定電場1 1、由、由穩(wěn)定分布穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定穩(wěn)定的電場稱為恒定電場的電場稱為恒定電場. . 2 2、該電場是由、
5、該電場是由電源、導(dǎo)線等電電源、導(dǎo)線等電路元件路元件所累積的電荷所累積的電荷共同形成共同形成的的3 3、任何位置的電荷分布和電場、任何位置的電荷分布和電場強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化。強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化。恒定電場恒定電場電場強(qiáng)度不變電場強(qiáng)度不變自由電子在各個(gè)位置的自由電子在各個(gè)位置的定向運(yùn)動(dòng)速率定向運(yùn)動(dòng)速率也不變也不變串一個(gè)電流表串一個(gè)電流表, ,讀數(shù)不會(huì)變讀數(shù)不會(huì)變恒定電流恒定電流三.恒定電流 由于恒定電場的作用，導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率增加，而運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子碰撞從而減速，因此自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不隨時(shí)間的變化，電流保持恒定。1、恒定電流：大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流2、電流
6、（I）：表示電流的強(qiáng)弱程度表示電流的強(qiáng)弱程度(1)形成：在外加電場的作用下，自由電荷的定向移動(dòng)形成電流(2)定義：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q與通過這些電荷量所用時(shí)間t的比值(3)公式：I=(4)單位：安培，簡稱安，符號(hào)A 1A= mA= uA 1A=1C/s(5)方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向 1.負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向 2.由高電勢(shì)流向低電勢(shì) 注意：電流雖有方向但是標(biāo)量電流雖有方向但是標(biāo)量(6)物理意義：表示電流強(qiáng)弱程度103106tq 形成電流的條件：形成電流的條件： （1）存在自由電荷存在自由電荷 金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體自由電子自由電子 電解液電解液正、負(fù)離子正、負(fù)離子 （2）導(dǎo)體兩端存在電導(dǎo)體
7、兩端存在電勢(shì)差勢(shì)差 當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場，導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場，導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流流 電路中形成電流：電路中形成電流：1、要有電源、要有電源 2、電路閉合、電路閉合四、不同導(dǎo)體中電流的計(jì)算（I=q/t的使用）1、金屬導(dǎo)體 q為某一時(shí)間內(nèi)通過金屬導(dǎo)體橫截面的電子的電荷量2、電解液 電解液中陰、陽離子定向移動(dòng)的方向雖然相反，但陰、陽離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的，應(yīng)用Iq/t時(shí)電荷量應(yīng)為同一時(shí)間陰陽離子通過橫截面的電荷量的絕對(duì)值之和3、電離狀態(tài)的氣體 自由電子、正負(fù)離子三
8、者帶電粒子通過橫截面的電荷量絕對(duì)值之和。五、電流的微觀解析五、電流的微觀解析1 1電流的微觀表達(dá)式電流的微觀表達(dá)式(1)(1)題設(shè)題設(shè)如圖所示，如圖所示，ABAB表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的長度，設(shè)導(dǎo)體的長度為為L L，橫截面積為，橫截面積為S S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n n，每，每個(gè)自由電荷的電荷量為個(gè)自由電荷的電荷量為q q。例題例題: :有一條橫截面積有一條橫截面積S=1mmS=1mm2 2的銅導(dǎo)線的銅導(dǎo)
9、線, ,通過的電流通過的電流I I=1A,=1A,已知銅的密度已知銅的密度=8.9=8.910103 3kg/mkg/m3 3, ,銅的摩爾質(zhì)量銅的摩爾質(zhì)量M = 6 . 4M = 6 . 4 1 01 0- 2- 2k g / m o l ,k g / m o l , 阿 伏 加 德 羅 常 數(shù)阿 伏 加 德 羅 常 數(shù)NNA A=6.02=6.0210102323molmol-1 -1, ,電子的電量電子的電量e=-1.6e=-1.61010-19-19C,C,求銅導(dǎo)求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率線中自由電子定向移動(dòng)的速率. .（可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均（可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自
10、由電子每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子. .）svAIMvSN e57.5 10/m stvt 體積：V=vts質(zhì)量：m=V原子數(shù)：n=MmNa電量：q=ne電流：I=q/t已知電子的電荷量為已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，氫，氫原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)形成的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少？的等效電流大小為多少？P25 導(dǎo)學(xué)案典例導(dǎo)學(xué)案典例2 橫截面積為橫截面積為S的導(dǎo)線中通的導(dǎo)線中通有電流有電流I，已知導(dǎo)線每單位體積中有，已知導(dǎo)線每單位體積中有n個(gè)自由電個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量是子，每個(gè)自由電子的電荷量是e，自由電子定，自由電子定向移動(dòng)的速率是向移動(dòng)的速率是v，則在時(shí)間，則在時(shí)間t 內(nèi)通過導(dǎo)線橫內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電子數(shù)是截面的電子數(shù)是()P85作業(yè)與檢測基礎(chǔ)訓(xùn)練7
《電源和電流》課件
