高二物理_选修3-1第二章_恒定电流之电源和电流

2.1电源和电流,第二章恒定电流,电闪雷鸣时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么?,电流的形成,1电流：,电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流,电荷的定向移动形成电流,_,等势体,导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差,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R中会产生一个瞬时电流,抽水机,一.电源,1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.,2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.,在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点?,问题:,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，电场的分布也稳定。-恒定电场,抽水机,恒定电场,由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.,恒定电场,电场强度不变,自由电子定向运动的平均速率不变,串一个电流表,读数不会变,三.恒定电流,1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.,2.电流(I):表示电流的强弱程度.如果I表示电流,q表示在t时间内通过导体横截面的电荷量,则q=It单位:国际单位安培(A)常用单位毫安（mA）、微安（A）1A=1C/s方向:正电荷定向移动的方向,电流是标量它的运算不遵循平行四边形定则,取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v,横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为e，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少？,例题：,解：在时间t内自由电荷移动的距离为vt，因此移动的电子数为：N=nvtS,每个自由电荷的电荷量为e，所以时间t内通过导体某一横截面的电荷量为：q=Ne由电流的定义可知通过导体横截面的电流为,从微观上看，电流强度取决于导体中自由电荷的密度（单位体积内的电荷数）、电量、定向移动的速率及导体横截面积有关。,电流的微观表达式,1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为_A；,课堂训练,1A,例题:有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1,电子的电量e=-1.610-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.（可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.）,s,问题:,如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？,电子定向移动的速率约10-5m/s，电子热运动的平均速率105m/s，电场的传播速率3108m/s.,小结,电流的形成电源的作用导体中的电场-恒定电场,一、电源:把电子从正极搬迁到负极的装置,其作用就是维持正负极间有一定的电势差,二、导线中的电场,恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场,三、电流,通过导体横截面积的电量跟通过这些电量所用的时间的比值,（比值法定义）,单位：安培简称安（A）,电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,5、恒定电流,大小和方向都不随时间变化的电流,课堂训练,1、关于电流的方向，下列叙述中正确的是A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定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，有时与负电荷定向移动的方向相同,C,课堂训练,2、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电