二章恒定电流+2[1]1+电源和电流(滨江高级中学)

1、电流的形成电流的形成1 1电流：电流：电荷的热运动，从宏观上看，不能电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流形成电流 电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流 闪电雷鸣时闪电雷鸣时, ,强大的电流使天空发出强大的电流使天空发出耀眼的闪光耀眼的闪光, ,但它只能存在于一瞬间但它只能存在于一瞬间, ,而手电筒中的小灯泡却能持续发光而手电筒中的小灯泡却能持续发光, ,这是为什么这是为什么? ?-BA-A+_B_等势体等势体导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件: :导体两端存在导体两端存在电势差电势差AB水池导体中自由电子的定向移导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势动使两个带电体成为等势

2、体，达到静电平衡，导线体，达到静电平衡，导线R R中会产生一个中会产生一个瞬时瞬时电流电流抽水机抽水机-+A+_B_P-一.电源1. 1.能把自由电子从能把自由电子从正极正极搬到搬到负极负极的装置的装置. .2.2.从能量角度：从能量角度：？ 形成电流的条件形成电流的条件： （1 1）存在）存在自由电荷自由电荷（2 2）导体两端存在）导体两端存在电压电压 导线中电子为什么能从电源的负极导线中电子为什么能从电源的负极 沿导线沿导线定向移到正极？定向移到正极？为什么为什么? ? 看课本看课本P41P41导线内有电场导线内有电场思考思考 导线内的电场：导线内的电场： 由电源、导线由电源、导线 等电路

3、元件所积累等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但荷也在运动，但有的流走了，另有的流走了，另外的又来补充外的又来补充，所以电荷的分布，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。是稳定的，电场的分布也稳定。二、恒定电场二、恒定电场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. .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定向运动自由电子在各个位置的定向运动平均速率平均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场恒定电场自由电子在各个位置的定向运动自由电子在各个位置

4、的定向运动平均速率平均速率也不变也不变恒定电流恒定电流 三三. .恒定电流恒定电流1. 1.恒定电流：大小方向都恒定电流：大小方向都不随时间变化不随时间变化的电流的电流 2. 2.电流电流( (I I): ):表示电流的强弱程度表示电流的强弱程度. .定义定义: :通过导体横截面的电量通过导体横截面的电量q q跟通过这些跟通过这些 电量所用时间电量所用时间t t的比值叫做电流的比值叫做电流 . .公式公式: :I I= q / t= q / t单位单位: :国际单位国际单位 安培安培(A) 1A=1C/s(A) 1A=1C/s 方向方向: :正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向 （1 1）

5、适用于）适用于任何电荷任何电荷的定向移动形成的电流。的定向移动形成的电流。（2 2）在）在金属导体金属导体中，电流方向与中，电流方向与自由电荷（电自由电荷（电子）子）的定向移动方向的定向移动方向相反相反；（3 3）在）在电解液中电解液中，电流方向与正离子定向移动，电流方向与正离子定向移动方向方向相同，与相同，与负离子负离子走向移动方向走向移动方向相反相反导电导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量电量q q表示通过截面的正、负离子表示通过截面的正、负离子电量电量绝对值绝对值之和之和。注意注意1 1、在金属导体中，若、在金属导体中，若10s10

6、s内通过横截面的电量内通过横截面的电量为为10C10C，则导体中的电流为，则导体中的电流为_A_A； 1A 1A 2 2、某电解槽横截面积为、某电解槽横截面积为0.5m0.5m2 2，若，若10s10s内沿相反内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为方向通过横截面的正负离子的电量均为10C10C，则电解液中的电流为则电解液中的电流为_A_A 2A 2A 课堂训练课堂训练1 1、一条导线中的电流为、一条导线中的电流为1.6A1.6A，在，在1 1秒内通过这秒内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？条导线某一横截面积的电子有多少个？解：解： q=It=1.6cq=It=1.6c n=q/e=1

7、.6/1.6x10 n=q/e=1.6/1.6x10-19-19=10=101919个个课堂思考课堂思考2 2. .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, ,铜的摩尔铜的摩尔质量质量M M=6.4=6.41010-2-2kg/mol,kg/mol,阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数N NA 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, ,求铜导线中自由电

8、子定向移动的速率求铜导线中自由电子定向移动的速率. .可认为铜可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子. .AIMvSN e57.5 10/m svtvsv观察与体验、思考与交流观察与体验、思考与交流 如果认为电子的定向运动速率就是如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？验是否相符？怎样解释？ 电子定向移动的速率约电子定向移动的速率约10 10 -5-5 m/s m/s， 电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10 10 5 5 m/s m/s， 电场的传播速率电场的传播速率3 3

9、10 10 8 8 m/s.m/s.1 1、形成电流的条件：、形成电流的条件：（1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 （2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压2 2、电源：、电源：把自由电子从把自由电子从正极正极搬到搬到负极负极的装置。的装置。3 3 、恒定电场：、恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场由稳定分布的电荷产生稳定的电场4 4、恒定电流、恒定电流: : 大小方向都不随时间变化的电流大小方向都不随时间变化的电流. . （1 1）电流）电流: : 表示表示电流的强弱程度电流的强弱程度的物理量的物理量. . （2 2）定义式）定义式 ： I I=q / t=q / t 小结:课堂讨论

10、课堂讨论2 2、氢原子的核外只有一个电子，设、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为电子在离原子核距离为R R的圆轨道的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为荷量为e e，运动速率为，运动速率为v v，求电子绕，求电子绕核运动的核运动的等效电流等效电流多大？多大？RevtqI2解：理论探究、合作与交流理论探究、合作与交流决定电流大小的微观决定电流大小的微观量量 理论探究：决定电流大小的微观量理论探究：决定电流大小的微观量 在加有电压的一段粗细均匀的导体在加有电压的一段粗细均匀的导体ADAD上选取两个截上选取两个截面面B B和和C C，设导体的横截面积

11、为，设导体的横截面积为S S导体每单位体积内导体每单位体积内的自由电荷数为的自由电荷数为n n，每个电荷的电荷量为，每个电荷的电荷量为q q，电荷的，电荷的定向移动速率为定向移动速率为v v 则在时间则在时间t t内处于相距为内处于相距为 vt vt 的两截面的两截面B B、C C间的所有间的所有自由电荷将通过截面自由电荷将通过截面C C 已知：已知： n n为单位体积为单位体积内的自由电荷的个数，内的自由电荷的个数，S S 为导线的横截面积，为导线的横截面积，v v为自由电荷的定向移为自由电荷的定向移动速率，动速率，求通过导体的电流？求通过导体的电流？ 在时间在时间t t内通过导体内通过导体 某截面的电量为某截面的电量为: Q=(vts)nq: Q=(vts)nq 所形成的电流为所形成的电流为: I=Q/t=nqSV: I=Q/t=nqSV a a、手电筒中小灯泡的工作电流是手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A0.25A。b b、电子手表工作时，液晶显示屏的电流为电子手表工作时，液晶显示屏的电流为 0.20.2A A左右。左右。c c、彩色电视机工作时，屏幕为彩色电视机工作时，屏幕为2121吋，电源吋，电源 的的 工作电流为工作电流为0.4A0.4A左右；屏幕为左右；屏幕为29 29 吋吋, ,电源的电源的 工作电流为工作电流为1A1A左右。左右。d d、50H50Hz z