物理3-1 第二章第1节

1、 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心我们让你更放心 ！ 第第1节电源和电流节电源和电流恒定电流恒定电流 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回电流对人体的危害 小于0.01 A有麻刺感或无感觉，0.02 A有疼痛感，0.03 A使呼吸紊乱，0.07 A使呼吸极度困难，0.1 A因心肌纤维震颤而死亡，大于0.2 A无心肌纤维震颤，但有严重烧伤及呼吸困难通常电流在0.10.2 A之间是最致命的，因为这个电流强度会引起心肌纤维震颤这种震颤是一种心肌失去控制的痉挛性抽搐，其结果是血流停止，并导致迅速死亡可

2、是超过0.2 A的电流造成心脏停跳，经常规急救措施就能使心脏重新跳动，因此有控制的电击是使心肌纤维震颤停止的唯一办法可见，0.10.2 A之间的电流与较大的电流相比，更易引起死亡 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回通过触电者的电流大小，一般是取决于皮肤的电阻，湿皮肤与干皮肤电阻范围大约在1500 k之间足够大的电流能引起手脚肌肉收缩，触电者往往有抓住不放的现象起初，电流往往还未达到致命的大小，但因皮肤的电阻是随时间增加而减小的，当电流强度达到0.1 A时，便可致人于死地电流通过人体要放热，因此，人触电死亡，实际上是电流通过人体(尤其是心脏)时把人烧死的如果发现某人

3、触电而被粘在电线上，应该用干木棒或干衣服、绳索等将触电者尽快与电线分离 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回1分别带正、负电荷的A、B两个导体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个_电流若要保持持续的电流，A、B间需维持着一定的_能使A、B间维持一定的电势差的装置称为_2达到稳定状态时，导线内的电场是由_、_等电路元件所积累的电荷共同形成的电荷的分布是_的，电场的分布也是_的且导线内的电场线保持和导线_答案：1瞬时电势差电源 2电源导线稳定稳定平行 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更

4、放心！ 返回3由稳定分布的_所产生的稳定的_，称为恒定电场静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电场中_适用4我们把_都不随时间变化的电流称为恒定电流5I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系式为：_.答案：3电荷电场同样 4大小、方向 5qIt 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回一、电源1导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流有A、B两个导体，分别带正、负电荷如果在它们之间连接一条导线R，如下图(a)所示，导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向运

5、动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡如下图(b)所示 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回2电源可使电路中保持持续电流在上述情况中，导线R中的电流只是一个瞬时电流倘若在A、B之间连接一个装置P，它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，这样，A、B周围空间(包括导线之中)始终存在一定的电场，A、B之间便维持着一定的电势差由于这个电势差，导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定向移动，使电路中保持持续的电流如下图所示，能把电子从A

6、搬运到B的装置P就是电源 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回 下列关于电源的说法正确的是()A电源是将其他形式的能转化为电能的装置B电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差C与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回解析：在电源内部由非静电力做功(如洛伦兹力等后面将学到)将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、负极维持一定的电势差；同时将其他形式的能转化为电能，故A、B、D正确导线中的电场是由电

7、源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，故C错答案：ABD 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回二、导线中的电场1恒定电场的形成导线本身由许多带电粒子(电子和质子)组成，当它和电源连通后，在电源两极上的正、负电荷激发的电场作用下，导线的表面以及导线的接头处会有电荷积累，正是这些电荷激发了导线内外的电场，也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向，所以导线中的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，并且形成过程是在接通电源后的极短时间内(以光速)完成 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回2恒定电场导线与电源连通后，导线

8、内部很快形成沿导线切线方向的电场，这个电场是由电源、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，电场的分布也不会随时间变化这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场由于在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，所以它的基本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 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回 关于导线中的电场，下列说法正确的是()A导线内的电场线可以与导线相交B导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E叠加的结

9、果C导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D导线中的电场是静电场的一种 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回解析：导线内的电场线与导线是平行的，故选项A错导线中的电场是电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的，故选项B对导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并不是静电场的一种，故选项C、D错答案：B 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回1把一个金属导体的两端与具有不同电势的带电物体接触，导体中的电荷将怎样运动？答案：金属导体中能够自由移动的电荷是带负电荷的电子，而负电荷在电场力作用下，将由低电势处

10、向高电势处移动，因此金属导体中的电荷(电子)将从低电势的物体向高电势的物体运动变式迁移变式迁移 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回三、电流1电流：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值2物理意义：表示电荷定向移动快慢程度，在数值上等于单位时间内通过导体某一横截面上的电荷量3公式： ，其中q是在时间t内通过导体某一横截面上的电荷量4单位：安培，符号A，其他单位：毫安(mA)、微安(A)，1 A103 mA106 A. 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回注意：无论是正电荷定向移动形成的电流还是负电荷定向移动形成的电流，电荷量

11、都取其绝对值进行计算如果正负电荷同时定向移动形成电流时(如电解液导电)， 中的q为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和，而不能取正负电荷抵消的代数和，这是因为负电荷定向移动形成的电流方向与正电荷定向移动形成的电流方向相同 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回5恒定电流：方向不随时间变化的电流是直流电，方向和大小都不随时间而变化的电流是恒定电流6五点说明诠释电流概念(1)电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流方向(2)金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回(3)电解液中正、

12、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此 中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和(4)电流虽有大小和方向，但不是矢量(5)qIt是求电荷量的重要公式，其变形公式 求出的是电流在时间t内的平均值，对恒定电流来说，其瞬时值与平均值相等 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回 一硫酸铜电解槽的横截面积为2 m2，在0.4 s内若相向通过同一横截面的铜离子和硫酸根离子分别为5.6251018个和4.7351018个，则电解槽中的电流是多大？方向如何？解析：电解槽中的电流是铜离子和硫酸根离子分别向相反的方向运动形成的所以电流的方向与

13、铜离子定向移动的方向相同铜离子和硫酸根离子都是二价离子，每个离子的电荷量为q1q221.61019 C. 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回答案：8.3 A，方向与铜离子定向移动的方向相同点评：在电解液中，形成电流的自由电荷是正负离子，通过某一横截面的电荷量为正负电荷迁移电荷量的绝对值之和 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回变式迁移变式迁移2.在如图所示的电路中，5 s内有10 C正离子从左侧通过横截面yy，与此同时有10 C负离子从右侧通过横截面yy，求电解液中的电流和电流表的读数？解析：电流表的读数和电解液中的电流是相同的，也是4

14、 A.答案：4 A 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回四、电流的微观表达式1电流的微观表达式为InqSv推导：如右图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l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速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q. 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回AD导体中的自由电荷总数：NnlS.总电荷量QNqnlSq.所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：由此可见，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有

15、关 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回2三种速率的区别电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速率(1)电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流(对整体而言)(2)电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量级为105 m/s.(对每个电子而言)(3)电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米 金品质金品质高追求高追求 我们让你更放心！我们让你更放心！ 返回 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为(