普通物理学六版电子教案8-1

1、上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出载流子：载流子：电荷的携带者，如自由电子（金属导体）电荷的携带者，如自由电子（金属导体） 空穴（半导体）空穴（半导体） 、正负离子（电解液）、正负离子（电解液）电流电流 电荷的定向运动。电荷的定向运动。电流形成条件电流形成条件 (导体内导体内)：导体内有可以自由运动的电荷；导体内有可以自由运动的电荷； 导体内要维持一个电场。导体内要维持一个电场。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出电流强度：电流强度：单位时间通过导体某一横截面的电量。单位时间通过导体某一横截面的电量。tqIdd方

2、向：正电荷运动的方向方向：正电荷运动的方向有方向的标量。有方向的标量。单位：安培（单位：安培（A A）。）。恒定电流：恒定电流：电流的大小和方向不随时间而变化。电流的大小和方向不随时间而变化。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出几种典型的电流分布几种典型的电流分布粗细均匀的粗细均匀的金属导体金属导体粗细不均匀粗细不均匀的金属导线的金属导线半球形接地电半球形接地电极附近的电流极附近的电流上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出几种典型的电流分布几种典型的电流分布电阻法勘探矿电阻法勘探矿藏时的电流藏时的电流同轴电缆中同轴电

3、缆中的漏电流的漏电流可见，导体中不同部分电流分布不同，电流强度可见，导体中不同部分电流分布不同，电流强度I I 不能细致反映导体中各点电流分布。不能细致反映导体中各点电流分布。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出电流密度电流密度 精确描述导体中电流分布情况，是空间精确描述导体中电流分布情况，是空间位置的矢量函数。位置的矢量函数。电流密度矢量定义：电流密度矢量定义：方向方向与该点正电荷运动方向一致与该点正电荷运动方向一致SIjdd大小大小等于垂直于电流方向的单位面积的电流。等于垂直于电流方向的单位面积的电流。neSdj电流强度与电流密度的关系为电流强度与电

4、流密度的关系为SSnSjSejIdd单位：单位：上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出太阳能电池美军薄膜太阳能电池帐篷锂电池电源电源上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出AB电源电源：电源：电源内部，电源内部，“非静电力非静电力”作功，把电荷从电势能低的一端作功，把电荷从电势能低的一端移到电势能高的一端，移到电势能高的一端，把其他形把其他形式的能量转变成电能。式的能量转变成电能。电动势：电动势：电源把单位正电荷经内电路从电源把单位正电荷经内电路从负极移到正极的过程中，非静电力所作负极移到正极的过程中，非静电力所作的功。

5、的功。 qAdd定义式：定义式：作用：通过内部电荷的移动，保作用：通过内部电荷的移动，保持外电路电场持外电路电场E Es s存在。存在。sE单位：，即单位：，即上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出反映电源作功能力，与外电路无关反映电源作功能力，与外电路无关是有方向是有方向标量标量，规定其方向为，规定其方向为电源内部电源内部负极指向负极指向正极正极电源外部回路电源外部回路E Ek k=0=0， 非静电场场强沿整个闭合回路非静电场场强沿整个闭合回路的环流等于电源电动势。的环流等于电源电动势。 lEkd从场的观点来看：从场的观点来看：非静电力对应非静电场非静电

6、力对应非静电场E Ek k。非静电。非静电场把单位正电荷从负极场把单位正电荷从负极B B经电源内部移到正极经电源内部移到正极A A作功为作功为ABklEd上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出1.1.一段含源电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律部分电路的欧姆定律：部分电路的欧姆定律：电阻电阻 R R 单位：单位：欧姆，欧姆，简称为简称为 欧（欧（ ）I2 2- -1 1RVVI12通过一段导体的电流与导体两端通过一段导体的电流与导体两端的电势差成正比，与导体电阻成的电势差成正比，与导体电阻成反比。反比。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下

7、页 返回返回 退出退出电阻定律电阻定律lSSlR 1叫做叫做导体材料的电导率导体材料的电导率 是导体材料的电阻率，是导体材料的电阻率，单位：单位：m单位：单位：西门子每米（西门子每米（S/m）l导体长度导体长度S导体截面积导体截面积上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出RiRI如图所示的简单闭合回路，如图所示的简单闭合回路，iR是电源的内阻是电源的内阻iRUU IRUR负载电阻上的电势降（电压）负载电阻上的电势降（电压）iiIRU 电源内的电阻上的电势降电源内的电阻上的电势降代入代入闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律iRRI上页上页 下页下页 返回返回 退出

8、退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出2iR1iR1R2R12I电路中若有多个电源和负电路中若有多个电源和负载电阻组成，载电阻组成，闭合电路欧闭合电路欧姆定律的一般表示：姆定律的一般表示：ijjjRRI多个电源时，规定：多个电源时，规定：先任意设定电路中电流方向，先任意设定电路中电流方向，若电动势指向与电流方向一致，该电动势为正，否若电动势指向与电流方向一致，该电动势为正，否则为负。计算结果中电流若为正，则与设定方向一则为负。计算结果中电流若为正，则与设定方向一致，否则相反。致，否则相反。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出写成一般形式，即为写成一般

9、形式，即为一段含源电路的欧姆定律：一段含源电路的欧姆定律：1I2I3I3R1R2R11iR22iR33iRACB对于一段包含几个电源且对于一段包含几个电源且各不同部分电流不相等的各不同部分电流不相等的电路的端电压的计算（如电路的端电压的计算（如图中图中A A、B B间的电势差间的电势差）3232222211111RIRIRIRIRIVViiBAiBAIRIRVV右边各项正负号规定：右边各项正负号规定：先任意设定电路顺序方向，电先任意设定电路顺序方向，电流方向与电路顺序方向一致的电阻上的电势降取正流方向与电路顺序方向一致的电阻上的电势降取正“+”号，否则取号，否则取“-”号；号；电动势指向与电路

10、顺序方向电动势指向与电路顺序方向一致的该电动势取正一致的该电动势取正“+”+”号，否则取号，否则取“-”-”号。号。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出2.2.欧姆定律的微分形式欧姆定律的微分形式SddIVdVV+dl在导体中沿电流方向取在导体中沿电流方向取一极小的直圆柱体，设一极小的直圆柱体，设其电阻为，由欧姆定其电阻为，由欧姆定律，通过该小圆柱体的律，通过该小圆柱体的电流电流()dddVVVVIRR-+= -ddddllRSSrg=ddddIVSlg= -ddIjS=Ej欧姆定律微分形式欧姆定律微分形式上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出选择进入下一节选择进入下一节8 8-0 0 教学基本要求教学基本要求8-1 恒定电流恒定电流8-2 磁感应强度磁感应强度8-3 毕奥毕奥- -萨伐尔定律