電流與電源 完整版課件

1、第一節(jié) 電源和電流 張金鳳2011.9.23 【問題】電閃雷鳴時，強大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光，但它只能存在于一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光，這是為什么？復習1：電流的形成復習2：導體中產(chǎn)生電流的條件復習1：電流的形成復習2：導體中產(chǎn)生電流的條件電荷的定向移動形成電流。復習1：電流的形成復習2：導體中產(chǎn)生電流的條件電荷的定向移動形成電流。電荷的熱運動，從宏觀上看，不能形成電流。A+_B_-A+_B_-A+_B_-BA-A+_B_-BA-A+_B_等勢體-BA-A+_B_等勢體導體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達到靜電平衡，導線R中會產(chǎn)生一個瞬時電流。-BA-A+_B_導

2、體中產(chǎn)生電流的條件：導體兩端存在電勢差等勢體導體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達到靜電平衡，導線R中會產(chǎn)生一個瞬時電流。BA-BA-A+_B_導體中產(chǎn)生電流的條件：導體兩端存在電勢差等勢體導體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達到靜電平衡，導線R中會產(chǎn)生一個瞬時電流。水池BA-BA-A+_B_導體中產(chǎn)生電流的條件：導體兩端存在電勢差等勢體導體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達到靜電平衡，導線R中會產(chǎn)生一個瞬時電流。抽水機水池BA-+A+_B_P-+A+_B_P-+A+_B_P-一、電源-+A+_B_P-一、電源1. 能把自由電子從正極搬到負極的裝置。2. 作

3、用：保持導體兩端的電勢差（電壓）， 使電路有持續(xù)的電流?！締栴}】在有電源的電路中，導線內(nèi)部的電場又有何特點？-+A+_B_P二、導線中的電場-+A+_B_P二、導線中的電場-+A+_B_P二、導線中的電場假設(shè)在電源正、負極之間連一根導線-+A+_B_P假設(shè)在電源正、負極之間連一根導線二、導線中的電場-+A+_B_P 假設(shè)在電源正、負極之間連一根導線二、導線中的電場NME導線內(nèi)很快形成沿導線方向的電場導體內(nèi)的電場線保持和導線平行導線內(nèi)的電場，是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。-恒定電場恒定

4、電場由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場。恒定電場電場強度不變自由電子定向運動的平均速率不變串一個電流表，讀數(shù)不會變恒定電場電場強度不變自由電子定向運動的平均速率不變串一個電流表，讀數(shù)不會變恒定電流三、恒定電流三、恒定電流1. 定義：大小、方向都不隨時間變化的電流。 用單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電 量表示電流強弱。三、恒定電流1. 定義：大小、方向都不隨時間變化的電流。 用單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電 量表示電流強弱。2. 公式：三、恒定電流1. 定義：大小、方向都不隨時間變化的電流。 用單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電 量表示電流強弱。2. 公式：3. 單位：安培 A 其他單位 mA A三

5、、恒定電流1. 定義：大小、方向都不隨時間變化的電流。 用單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電 量表示電流強弱。2. 公式：3. 單位：安培 A 其他單位 mA A4. 方向：正電荷定向移動的方向。 金屬導體中電流的方向與自由電子 定向移動的方向相反?！菊f明】（1）電流為標量，電流雖有方向但是標量。（2）電解液中正負離子定向移動方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和?！纠?】某電解池，如果在1s中內(nèi)共有5.01018個一價正離子和5.01018個一價負電子通過某橫截面，那么通過這個橫截面的電流強度是多大？【例1】某電解池，如果在1s

6、中內(nèi)共有5.01018個一價正離子和5.01018個一價負電子通過某橫截面，那么通過這個橫截面的電流強度是多大？1.6A【例2】有一條橫截面積S=1mm2的銅導線，通過的電流I=1A。已知銅的密度=8.9103kg/m3，銅的摩爾質(zhì)量M=6.410-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.621023mol-1，電子的電量e=-1.610-19C。求銅導線中自由電子定向移動的速率。解：設(shè)自由電子定向移動的速率是v通過橫截面的電荷量是:四、電流的微觀表達式推導：一段粗細均勻的導體長為l，兩端加一定 的電壓，自由電荷定向移動的速率為v， 設(shè)導體的橫截面積為s，導體每單位體積 內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個

7、自由電荷量為q。四、電流的微觀表達式推導：一段粗細均勻的導體長為l，兩端加一定 的電壓，自由電荷定向移動的速率為v， 設(shè)導體的橫截面積為s，導體每單位體積 內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷量為q。ABl四、電流的微觀表達式推導：一段粗細均勻的導體長為l，兩端加一定 的電壓，自由電荷定向移動的速率為v， 設(shè)導體的橫截面積為s，導體每單位體積 內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷量為q。ABl總電量電荷總數(shù)課堂訓練1. 關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是:A. 金屬導體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向B. 在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負離子，電流方向不能確定C. 不論何種導體，電流的方向規(guī)定為正電

8、荷定向移動的方向D. 電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負電荷定向移動的方向相同課堂訓練1. 關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是:A. 金屬導體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向B. 在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負離子，電流方向不能確定C. 不論何種導體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向D. 電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負電荷定向移動的方向相同課堂訓練2. 氫原子的核外只有一個電子，設(shè)電子在離原子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運動。已知電子的電荷量為e，運動速率為v，求電子繞核運動的等效電流多大？課堂訓練2. 氫原子的核外只有一個電子，設(shè)電子在離原子

9、核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運動。已知電子的電荷量為e，運動速率為v，求電子繞核運動的等效電流多大？【思考題】如果認為電子的定向運動速率就是電流的傳導速率，和我們的生活經(jīng)驗是否相符？怎樣解釋？【思考題】如果認為電子的定向運動速率就是電流的傳導速率，和我們的生活經(jīng)驗是否相符？怎樣解釋？電子定向移動的速率約10-5m/s電子熱運動的平均速率105m/s電場的傳播速率3108m/s 三種速度的區(qū)別（1）電流傳導速率等于光速，電路一接通，導體中的電子立即受到電場力作用而定向移動形成電流。（對整體而言）（2）電子定向移動速率，其大小與電流有關(guān)，一般每秒為10-210-3m的數(shù)量級。（對每個電子而言）（3）電子熱運動速率，任何微觀粒子都做無規(guī)則運動，其速度與溫度有關(guān)，通常情況為每秒幾百米。1. 形成電流的條件： （1）存在自由電荷；（2）導體兩端存在電壓2. 電源的作用：提供持續(xù)的電壓3. 導線中的電場：導線內(nèi)的電