高二物理电源和电流1

2.1电源和电流

雷鸣电闪时,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?一、电源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流.(瞬时电流)1、电流的形成2、持续电流的形成倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。装置P

电源-BA-A++++++++_B_______等势体导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差AB水池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---+A+++++++___B_____P--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.--+A+++++++___B_____P假设在电源正、负极之间连一根导线MNE0FFnFt二.导线中的电场--+A+++++++___B_____P假设在电源正、负极之间连一根导线MNE0FFnFtMNE0E0E′

MNE导线内很快形成沿导线方向的电场二.导线中的电场导体内的电场线保持和导线平行小结:形成电流的条件

（1）存在自由电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子（2）导体两端存在电压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，形成电流．电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．

我们在上一章中曾经得出结论:在静电平衡时,导体内部的场强为零,导体上任意两点之间的电势差为零(等势体).这与我们现在的说法有矛盾吗?为什么?思考题导线内的电场，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

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在各个位置的定向运动速率也不变串一个电流表,读数不会变(恒定电流)恒定电流

电流：1、定义：大小、方向都不随时间变化的电流

用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱2、公式：

4、方向：正电荷定向移动的方向金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。可得3、单位：安培A

其他单位mAμA（1）电流为标量，电流虽有方向但是标量

（2）电解液中正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，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。

例题1:某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？答案：1.6A说明

例题2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ρ=8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.62×1023mol-1，电子的电量e=-1.6×10-19C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。解：设自由电子定向移动的速率是v通过横截面的电荷量是由得从中解出代入数值后得v=7.5×10-5m/s四、电流的微观表达式

推导：一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为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，每个自由电荷量为q。-------ABι总电量电荷总数nqSvnlSql/vNqtQI====l/vvtvsv例3.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ρ=8.9×103kg/m3

，铜的摩尔质量M=6.02×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.62×1023mol-1，电子的电量e=-1.6×10-19C。求:铜导线中自由电子定向移动的速率答案：思考题

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3×108m/s.

三种速度的区别（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，一般每秒为10-2—-10-3m的数量级。（对每个电子而言）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。1、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压2、电源的作用：提供持续的电压3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.(恒定电场)4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.5、电流:表示电流的强弱程度的物理量.

（1）定义式I=q/t

（2）金属导体中电流的计算式小结:

n为单位体积内自由电荷数目，S为导体横截面积，v为电荷定向移动速率,q为每个自由电荷的电量；/助孕flp493bej父亲的脸由晴转阴，深深的皱纹间流露出内心的愁思，“是啊，她的阿爹过世了，只靠一个女人支撑着这个家，也不知道她们的日子究竟怎么过，你也该去看看她们把荷花领回家了……”深秋，走在较为宽阔的川道上，这里的沟壑不再深险，各种农作物在这儿茁壮成长，为广袤的黄土高原披上了五彩缤纷的盛装。玉米长的似牛角，山坳那片高粱像团火，黄橙橙的谷子在微风里向你弯腰致意，土豆花、荞麦花、葵花点缀着整个山坡。在一片荞麦地边，一户农家正在喂养着羊群，一个小男孩手拿皮鞭帮他的父亲看护着，顽皮的脸上流露着自然的满足和幸福。“老乡——，借问一下去和川镇怎么走？”隔着这片荞麦地我大声地向他们喊了起来。小孩的父亲指了指山坡的另一边，“翻过这个岭再走二里地就到了。”他的声音很洪亮，“你到谁家去？”“我是从山东来的，要到一个叫苏荷花的女孩家去。”“客人，你走错路了，我们村没有一家是姓苏的。”他站在山坡上毫不犹豫地回答。“老乡，十多年前我来过这儿，他家就住在附近山坡的窑洞里，也是从山东来的……他家有七个姑娘一个儿子，有个叫五妮子六丫头的……”“我知道了，他家不姓苏姓刘，刘荷花是他家的第七个女儿……”他看着我们笑了，红红的面色露出庄稼人特有的憨厚与质朴。“现在的条件好了，农村实行了房屋规划，他家已搬到镇上的村子里去了。”他一边说一边吩咐身边的小男孩，“让我家的狗娃带你们去吧。”小男孩听了他父亲的话一蹦一跳地向我们跑来……在小男孩地带领下，我们来到了一所爱心小学。院子不大，房屋很陈旧，高高升起的五星红旗迎风飘扬。我们悄悄地凑到教室门前，透过玻璃门窗依稀地可以看到教室里的摆设十分简陋。从背影我看得出来，教师是一个女孩，她一手扶着讲桌一手用教鞭指着黑板，背对着我们有声有色地读着，“母亲，祖国，祖国就是母亲，母亲养育了我们，我爱我的祖国……”孩子们异口同声地朗诵起来，“母亲，祖国，祖国就是母亲，母亲养育了我们，我爱我的祖国……”“同学们，我们每个人都爱自己的母亲，热爱我们的祖国，下面请你们每个人说出一句赞美母亲热爱祖国的话。”孩子们争先恐后地举起手来。“世上只有妈妈好！”一个男孩喊了起来。紧接着是一个女孩的声音：“咱们的祖国像花园。”“祖国妈妈，我爱你！”“祖国万岁！”…………“报告老师，小石头没有了妈妈，他该说些什么？”教室的气氛宁静下来，所有的目光投向了最前排墙角处的男孩身上。后来，我才知道，他是一