《电源和电流》ppt课件

1、第二章第二章 恒定电流恒定电流电闪雷鸣时电闪雷鸣时, ,强大的电流使天空发出耀眼的闪强大的电流使天空发出耀眼的闪光光, ,但它只能存在于一瞬间但它只能存在于一瞬间, ,而手电筒中的小灯而手电筒中的小灯泡却能持续发光泡却能持续发光, ,这是为什么这是为什么? ?一、电源一、电源 A、B两个导体，分别带正负电荷，它们周围存在两个导体，分别带正负电荷，它们周围存在电场，如果在它们之间连接一条导线电场，如果在它们之间连接一条导线R,自由电子便会自由电子便会在静电力的作用下做定向移动，形成电流。在静电力的作用下做定向移动，形成电流。等势体等势体BA-_-A+B_自由电子定向移动BAR导线中形成瞬时电流A

2、B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中的电流是瞬时的若在若在A、B之间连接一个装置之间连接一个装置P它能源源不断地把经它能源源不断地把经过导线过导线R流到流到A的电子取走，补充给的电子取走，补充给B，使，使AB始终始终保持一定数量的正负电荷，这样，保持一定数量的正负电荷，这样，AB之间便维持着之间便维持着一定的电势差。由于这个电场，自由电子就不断地一定的电势差。由于这个电场，自由电子就不断地由由B经过经过R向向A定向移动。使电路中保持持续的电流。定向移动。使电路中保持持续的电流。能把电子从A（正极）（正极）搬运到B（负极）（负极）的装置P就是电源AB水池抽水机抽水机

3、+_B_-+A+P-R作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.二、恒定电场二、恒定电场 A、B周围空间的电场是由电源、导线等电路周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所累积的电荷共同形成的。虽然这些电荷也在元件所累积的电荷共同形成的。虽然这些电荷也在运动，但电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电运动，但电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化。场的分布也不会随时间变化。+_B_-+A+P-定义：由电路中稳定分布的电荷所产生的稳定的电场称为恒定电场形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所累积的电荷共同形成的。+_B_-+A+P-特点：任何位

4、置的电荷分布和电场强度都不随时间变化。性质：与静电场相同，在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。二、恒定电场二、恒定电场 A、B周围空间的电场是由电源、导线等电路周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所累积的电荷共同形成的。虽然这些电荷也在元件所累积的电荷共同形成的。虽然这些电荷也在运动，但电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电运动，但电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化。场的分布也不会随时间变化。 恒定电场恒定电场1 1、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称为恒定电场的电场称为恒定电场. . 2 2、该电场是由、

5、该电场是由电源、导线等电电源、导线等电路元件路元件所累积的电荷所累积的电荷共同形成共同形成的的3 3、任何位置的电荷分布和电场、任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化。强度都不随时间变化。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自由电子在各个位置的定向运动速率定向运动速率也不变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三.恒定电流 由于恒定电场的作用，导体中自由电荷定向移动的速率增加，而运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间的变化，电流保持恒定。1、恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流2、电流

6、（I）：表示电流的强弱程度表示电流的强弱程度(1)形成：在外加电场的作用下，自由电荷的定向移动形成电流(2)定义：通过导体横截面的电荷量q与通过这些电荷量所用时间t的比值(3)公式：I=(4)单位：安培，简称安，符号A 1A= mA= uA 1A=1C/s(5)方向：规定正电荷定向移动的方向 1.负电荷定向移动的反方向 2.由高电势流向低电势 注意：电流虽有方向但是标量电流虽有方向但是标量(6)物理意义：表示电流强弱程度103106tq 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 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）导体两端存在电导体

7、两端存在电势差势差 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体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的作用下发生定向移动，形成电中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流流 电路中形成电流：电路中形成电流：1、要有电源、要有电源 2、电路闭合、电路闭合四、不同导体中电流的计算（I=q/t的使用）1、金属导体 q为某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量2、电解液 电解液中阴、阳离子定向移动的方向虽然相反，但阴、阳离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用Iq/t时电荷量应为同一时间阴阳离子通过横截面的电荷量的绝对值之和3、电离状态的气体 自由电子、正负离子三

8、者带电粒子通过横截面的电荷量绝对值之和。五、电流的微观解析五、电流的微观解析1 1电流的微观表达式电流的微观表达式(1)(1)题设题设如图所示，如图所示，ABAB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的长度，设导体的长度为为L L，横截面积为，横截面积为S S，导体每单位体积内的自由电荷数为，导体每单位体积内的自由电荷数为n n，每，每个自由电荷的电荷量为个自由电荷的电荷量为q q。例题例题: :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

9、线, ,通过的电流通过的电流I I=1A,=1A,已知铜的密度已知铜的密度=8.9=8.910103 3kg/mkg/m3 3, ,铜的摩尔质量铜的摩尔质量M = 6 . 4M = 6 . 4 1 01 0- 2- 2k g / m o l ,k g / m o l , 阿 伏 加 德 罗 常 数阿 伏 加 德 罗 常 数NNA A=6.02=6.0210102323molmol-1 -1, ,电子的电量电子的电量e=-1.6e=-1.61010-19-19C,C,求铜导求铜导线中自由电子定向移动的速率线中自由电子定向移动的速率. .（可认为铜导线中平均（可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子每个铜原子贡献一个自由电子. .）svAIMvSN e57.5 10/m stvt 体积：V=vts质量：m=V原子数：n=MmNa电量：q=ne电流：I=q/t已知电子的电荷量为已知电子的电荷量为e，质量为，质量为m，氢，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？的等效电流大小为多少？P25 导学案典例导学案典例2 横截面积为横截面积为S的导线