高二物理競賽穩(wěn)恒電流的磁場課件

1、1穩(wěn)恒電流的磁場2 電流是導(dǎo)體中帶電粒子（自由電子或 正負(fù)離子， 統(tǒng)稱“載流子”）的定向流動。規(guī)定:正電荷流動的方向為電流的方向。 電流強(qiáng)度（電流）：單位時間內(nèi)通過某一截面的 電量稱為通過該截面的電流強(qiáng)度，用 I 表示。某瞬時對細(xì)導(dǎo)線用電流強(qiáng)度的概念就夠了。3一 電流 電流密度+ 電流：通過截面S 的電荷隨時間的 變化率:電子漂移速度的大小4 電流密度：細(xì)致描述導(dǎo)體內(nèi)各點(diǎn)電流分布的情況.該點(diǎn)正電荷運(yùn)動方向方向： 大?。簡挝粫r間內(nèi)過該點(diǎn)且垂直于正電荷運(yùn)動方向的單位面積的電荷5設(shè)單位體積中，速度為的載流子數(shù)目為，若P點(diǎn)處自由電荷（載流子）的速度不同：則dS=1nqP6為載流子平均定向流動速度，也叫

2、“飄移速度”。無外電場時,載流子作無規(guī)則熱運(yùn)動有外電場時,載流子作定向流動一般: 10 2 10 -1mm/s例如, Cu導(dǎo)線 n = 8.51028/m3，J = 6A/mm2 時，可得7二 電流的連續(xù)性方程 恒定電流條件 單位時間內(nèi)通過閉合曲面向外流出的電荷，等于此時間內(nèi)閉合曲面內(nèi)電荷的減少量 .dI8 恒定電流 SI 由 ，若閉合曲面 S 內(nèi)的電荷不隨時間而變化，則9恒定電場 （1）在恒定電流情況下，導(dǎo)體中電荷分布不隨時間變化形成恒定電場； 恒定電流 （2）恒定電場與靜電場具有相似性質(zhì)（高斯定理和環(huán)路定理），恒定電場可引入電勢的概念；（3）恒定電場的存在伴隨能量的轉(zhuǎn)換.恒定電流的電路有一

3、些重要規(guī)律，例如：*節(jié)點(diǎn)電流方程（基爾霍夫第一定律）流出任一封閉面 S 的電流強(qiáng)度必然等于流入該封閉面的電流強(qiáng)度。按照恒定條件 I3 -I1 -I2 =0*回路電壓方程（基爾霍夫第二定律）繞回路一周應(yīng)回到原來的電勢，即電壓降代數(shù)和（或電壓升代數(shù)和）為零。11如何才能形成恒定電流呢？靠靜電力是不可能的：兩個金屬球A、B，電荷能從高電勢處流向低電勢處，電勢差會越來越小,電流也會越來越小，一直到零。要形成恒定電流，電路必須閉合；還必須維持住 A 、B的電勢差，這就必須有電源。電源能使正電荷從低電勢的B回到高電勢的A，它是提供非靜電力 的裝置。12 非靜電力: 能不斷分離正負(fù)電荷使正電荷逆靜電場力方向

4、運(yùn)動. 電源：提供非靜電力的裝置. 非靜電電場強(qiáng)度 : 為單位正電荷所受的非靜電力.+-+13 電動勢的定義：單位正電荷繞閉合回路運(yùn)動一周，非靜電力所做的功.電動勢：+-+14 電源電動勢的大小，等于將單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移至正極時非靜電力所作的功.電源電動勢15恒定電場沿著導(dǎo)線、指向電流流動的方向。【證】在導(dǎo)線內(nèi)部任取一 小封閉面，由恒定條件維持恒定電流的恒定電場，不僅僅由電源正負(fù)極上的電荷產(chǎn)生的，還由導(dǎo)線表面上（或兩種材料交界面處）的電荷產(chǎn)生的。說明：在恒定狀態(tài)下，導(dǎo)線上的電荷只能分布在導(dǎo)線的表面。S16根據(jù)高斯定理可知，小封閉面內(nèi)沒有凈電荷，導(dǎo)線上的電荷只能分布在導(dǎo)線的表面。當(dāng)導(dǎo)線的