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(shí)，強(qiáng)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(fù)習(xí)1：電流的形成復(fù)習(xí)2：導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件復(fù)習(xí)1：電流的形成復(fù)習(xí)2：導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件電荷的定向移動形成電流。復(fù)習(xí)1：電流的形成復(fù)習(xí)2：導(dǎo)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(yùn)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(dǎo)體中自由電子的定向移動使兩個(gè)帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流。-BA-A+_B_導(dǎo)

2、體中產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電勢差等勢體導(dǎo)體中自由電子的定向移動使兩個(gè)帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流。BA-BA-A+_B_導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電勢差等勢體導(dǎo)體中自由電子的定向移動使兩個(gè)帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流。水池BA-BA-A+_B_導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電勢差等勢體導(dǎo)體中自由電子的定向移動使兩個(gè)帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流。抽水機(jī)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(fù)極的裝置。2. 作

3、用：保持導(dǎo)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(dǎo)線內(nèi)部的電場又有何特點(diǎn)？-+A+_B_P二、導(dǎo)線中的電場-+A+_B_P二、導(dǎo)線中的電場-+A+_B_P二、導(dǎo)線中的電場假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線-+A+_B_P假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線二、導(dǎo)線中的電場-+A+_B_P 假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線二、導(dǎo)線中的電場NME導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)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(yùn)動，但有的流走了，另外的又來補(bǔ)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(qiáng)度不變自由電子定向運(yùn)動的平均速率不變串一個(gè)電流表，讀數(shù)不會變恒定電場電場強(qiáng)度不變自由電子定向運(yùn)動的平均速率不變串一個(gè)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(shí)間變化的電流。 用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電 量表示電流強(qiáng)弱。三、恒定電流1. 定義：大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流。 用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電 量表示電流強(qiáng)弱。2. 公式：三、恒定電流1. 定義：大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流。 用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電 量表示電流強(qiáng)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(shí)間變化的電流。 用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電 量表示電流強(qiáng)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(dǎo)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(biāo)量，電流雖有方向但是標(biāo)量。（2）電解液中正負(fù)離子定向移動方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時(shí)q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對值之和。【例1】某電解池，如果在1s中內(nèi)共有5.01018個(gè)一價(jià)正離子和5.01018個(gè)一價(jià)負(fù)電子通過某橫截面，那么通過這個(gè)橫截面的電流強(qiáng)度是多大？【例1】某電解池，如果在1s

6、中內(nèi)共有5.01018個(gè)一價(jià)正離子和5.01018個(gè)一價(jià)負(fù)電子通過某橫截面，那么通過這個(gè)橫截面的電流強(qiáng)度是多大？1.6A【例2】有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)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(dǎo)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(dá)式推導(dǎo)：一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)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(dǎo)體的橫截面積為s，導(dǎo)體每單位體積 內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個(gè)

7、自由電荷量為q。四、電流的微觀表達(dá)式推導(dǎo)：一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)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(dǎo)體的橫截面積為s，導(dǎo)體每單位體積 內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷量為q。ABl四、電流的微觀表達(dá)式推導(dǎo)：一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)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(dǎo)體的橫截面積為s，導(dǎo)體每單位體積 內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷量為q。ABl總電量電荷總數(shù)課堂訓(xùn)練1. 關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是:A. 金屬導(dǎo)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(fù)離子，電流方向不能確定C. 不論何種導(dǎo)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(shí)與正電荷定向移動的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動的方向相同課堂訓(xùn)練1. 關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是:A. 金屬導(dǎo)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(fù)離子，電流方向不能確定C. 不論何種導(dǎo)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(shí)與正電荷定向移動的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動的方向相同課堂訓(xùn)練2. 氫原子的核外只有一個(gè)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(yùn)動。已知電子的電荷量為e，運(yùn)動速率為v，求電子繞核運(yùn)動的等效電流多大？課堂訓(xùn)練2. 氫原子的核外只有一個(gè)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(yùn)動。已知電子的電荷量為e，運(yùn)動速率為v，求電子繞核運(yùn)動的等效電流多大？【思考題】如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符？怎樣解釋？【思考題】如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)驗(yàn)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(yùn)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(dǎo)速率等于光速，電路一接通，導(dǎo)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(gè)電子而言）（3）電子熱運(yùn)動速率，任何微觀粒子都做無規(guī)則運(yùn)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(dǎo)體兩端存在電壓2. 電源的作用：提供持續(xù)的電壓3. 導(dǎo)線中的電場：導(dǎo)線內(nèi)的電