導(dǎo)體中的電場和電流

關(guān)于導(dǎo)體中的電場和電流第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日

電閃雷鳴時,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?第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日電流的形成1．電流：

電荷的熱運(yùn)動，從宏觀上看，不能形成電流。

電荷的定向移動形成電流。第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日-RA++++++++_B_______等勢體導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件:導(dǎo)體兩端存在電勢差A(yù)B水池導(dǎo)體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會產(chǎn)生一個瞬時電流。-BAR抽水機(jī)第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日---+A+++++++___B_____P--一.電源1.能把自由電子從正極搬運(yùn)到負(fù)極的裝置。2.作用:移送電荷

保持導(dǎo)體兩端的電勢差

,使電路有持續(xù)的電流。第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日

3、形成電流的條件（1）存在自由電荷金屬導(dǎo)體——自由電子電解液——正、負(fù)離子（2）導(dǎo)體兩端存在電壓

當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場，導(dǎo)體中的自由電荷在靜電力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流。電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流。第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日

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(動態(tài)平衡)，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。-----恒定電場第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日

恒定電場

由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場。第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日恒定電場電場強(qiáng)度不變自由電子在各個位置定向運(yùn)動的平均速率也不變串一個電流表,讀數(shù)不會變恒定電流第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日

二.恒定電流1、電流(I):表示電流的強(qiáng)弱程度。

定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量q與通過這些電量所用時間t的比值叫做電流。

公式:I=q/t

單位:國際單位

安培(A)1A=1C/s

常用單位：毫安（mA）、微安（μA）

方向:正電荷定向移動的方向。電流是標(biāo)量：它的運(yùn)算不遵循平行四邊形定則。第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日注意（1）適用于任何電荷定向移動形成的電流；（2）在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動方向相反；（3）在電解液中，電流方向與正離子定向移動

方向相同，與負(fù)離子定向移動方向相反。導(dǎo)電時，是正負(fù)離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負(fù)離子電量絕對值之和。第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日

二.恒定電流1、電流(I):表示電流的強(qiáng)弱程度。

定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量q與通過這些電量所用時間t的比值叫做電流。

公式:I=q/t

單位:國際單位

安培(A)1A=1C/s

常用單位：毫安（mA）、微安（μA）

方向:正電荷定向移動的方向。電流是標(biāo)量：它的運(yùn)算不遵循平行四邊形定則。

2、恒定電流：大小和方向都不隨時間變化的電流。第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日1、在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為________A；

1A

2、某電解槽橫截面積為0.5m2，若10s內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正負(fù)離子的電量均為10C，則電解液中的電流為_______A．

2A

課堂訓(xùn)練第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日3．電流的微觀表達(dá)式

在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S．導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個電荷的電荷量為q，電荷的定向移動速率為v則：在時間t內(nèi)處于相距為vt的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過截面C

。第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日已知：n為單位體積內(nèi)的自由電荷的個數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動速率。在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體某截面的電量為:Q=(VtS)nq所形成的電流為:

I=Q/t=nqSV

第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日例題: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ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率。（可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子貢獻(xiàn)一個自由電子。vtvsv第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日思考題

如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動速率就是電流傳導(dǎo)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(yùn)動的平均速率105m/s，電場傳播速率3×108m/s.第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日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)的電流3、導(dǎo)線中的電場:導(dǎo)線內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行。(恒定電場)4、恒定電流:大小方向都不隨時間變化的電流。5、電流:表示電流的強(qiáng)弱程度的物理量。

（1）定義式I=q/t

（2）金屬導(dǎo)體中電流的計算式小結(jié):n為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)目，S為導(dǎo)體橫截面積，v為電荷定向移動速率，q為每個自由電荷的電量。第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日課堂訓(xùn)練3、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．電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負(fù)電荷定向移動的方向相同C第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日課堂訓(xùn)練4、某電解質(zhì)溶液，如果在1s內(nèi)共有5.0×1018個二價正離子和1.0×1019個一價負(fù)離子通過某橫截面，那么通過電解質(zhì)溶