電源和電流 倪寶

電源和電流回顧：電流是怎樣形成的？電流是由電荷的定向移動而形成的。要形成電流，必須滿足什么條件？

要形成電流，首先必須要有能夠自由移動的電荷——自由電荷。

不過，有了自由電荷，并不一定就能形成電流！

一般的導(dǎo)體內(nèi)都有大量的自由電荷（自由電子），但當(dāng)導(dǎo)體兩端沒有加上電壓時(shí)，自由電子只能在各自的平衡位置附近做雜亂無章的熱運(yùn)動，從宏觀上看，電荷的熱運(yùn)動，不能形成電流．

一旦在導(dǎo)體兩端加上一個(gè)電壓，導(dǎo)體內(nèi)部就會形成一個(gè)電場，要形成電流，導(dǎo)體兩端還必須有電勢差。+-U思考：

如圖所示，A、B為兩個(gè)帶等量異種電荷的金屬球，若用導(dǎo)線將兩個(gè)球連接起來，導(dǎo)線兩端是否有電場和電壓？導(dǎo)線中是否有電流流過？A++++++++_B_______

一瞬間后，A、導(dǎo)線、B將成為一個(gè)等勢體，電子因不再受電場力作用而停止定向移動，電流消失。故這種情況下，導(dǎo)線中只有瞬時(shí)電流流過！-A++++++++_B_______-BA等勢體實(shí)驗(yàn)：

怎樣才能使上述導(dǎo)線中有持續(xù)的，恒定不變的電流流過？AB連通器水勢A水勢B抽水機(jī)水流--P-+A+++++++___B_____--1.能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置。2.作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢差(電壓)，使電路有持續(xù)的電流。正極負(fù)極電源相當(dāng)于抽水機(jī)

裝置P能夠把自由電子從A搬運(yùn)到B，它就是我們通常所講的電源。不斷地把從電源負(fù)極經(jīng)過外電路流到電源正極的自由電子及時(shí)通過內(nèi)部搬運(yùn)回電源負(fù)極，使電路中有持續(xù)的，穩(wěn)定不變的電流流過。這個(gè)裝置就是電源。A、B就是電源的兩個(gè)極。

在有電源的電路中,導(dǎo)線內(nèi)部的電場又有何特點(diǎn)?討論:假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線MNEAB導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向恒定電場

這些電荷在運(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，

電場的分布也不隨時(shí)間的變化而變化——這種由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生的穩(wěn)定不變的電場稱為恒定電場.你知道嗎？1手電筒中小燈泡的工作電流是0.25A。2電子手表工作時(shí)，液晶顯示屏的電流為0.2μA左右。3彩色電視機(jī)工作時(shí)，屏幕為21吋，電源的工作電流為0.4A左右；屏幕為29吋,電源的工作電流為1A左右。450Hz的交流電，人能感觸到的觸電電流為1mA，能夠自行擺脫電源的觸電電流為10mA，觸電電流達(dá)到50mA以上，將引起心室顫動。因此，國際電工委員會規(guī)定的安全電流（擺脫電流）為10mA

不同的恒定電流，電流的強(qiáng)弱會不同，

在物理學(xué)中，電流的強(qiáng)弱可以用通過導(dǎo)體某一橫側(cè)面積的電量和通過這一電量所用時(shí)間的比值來表示，這個(gè)比值我們稱之為電流強(qiáng)度。五、電流強(qiáng)度（1）定義：通過導(dǎo)體某一橫截面積的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時(shí)間t的比值叫~（2）定義式：

I=q/t（3）單位：是物理學(xué)中七個(gè)基本單位之一，在國際單位制中，電流的單位是安培，符號是A．常用單位有毫安（mA）、微安（

A）．

1A＝103mA＝106

A（4）電流是標(biāo)量．但習(xí)慣上規(guī)定電流的方向與正電荷定向移動的方向相同，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。（5）物理意義：表示電流強(qiáng)弱和方向的物理量。六、對I=q/t的理解要注意：

①I=q/t為電流強(qiáng)度的定義式，對任何情況都適用。 ②電流強(qiáng)度由電路狀態(tài)所決定，與q、t均無關(guān)！

例1、在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過某一橫截面的電量為10C，問導(dǎo)體中的電流為多大？

解：根據(jù)電流的定義式得到通過導(dǎo)體的電流為1A．

例2：如圖所示，在cuso4溶液中，正負(fù)離子定向移動，測得2s內(nèi)有1X1019個(gè)cu2+與1X1019個(gè)so42-通過溶液內(nèi)部的橫載面M,問：溶液中的電流方向向哪里？電流強(qiáng)度為多大？

方向由A到B,電流強(qiáng)度為3.2A。ABM例5: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(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子.）vtvsv討論:

電子的定向運(yùn)動速率，一般數(shù)量級為10-5m/s。

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，這和我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符？怎樣解釋？電子定向移動速率:

其大小與電流有關(guān)，一般數(shù)量級為10-5m/s

（對每個(gè)電子而言）電流傳導(dǎo)速率：

等于光速3×108m/s.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）注意兩個(gè)速度問題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C10．在一次