電源和電流課件

1、2.1 電源和電流,第二章 恒定電流,問題導(dǎo)學(xué),1、什么是電流？ 2、電源的作用？形成持續(xù)電流的條件？ 3、什么是恒定電流？電流的定義、公式、單位？ 4、決定電流大小的微觀量？,1電流：,電荷的熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看，不能形成電流,電荷的定向移動(dòng)形成電流,電流的形成,_,導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流,導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件:,水流,電流的形成,_,導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流,導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件:,水流,電流的形成,導(dǎo)體兩端存在電勢差,一、電源,1.能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝

2、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.,-,-,+,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,M,N,E0,F,Fn,Ft,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,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(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場，導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)

3、，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,由于恒定電場的作用,導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率增加;而在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子碰撞從而減速,因此自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不隨時(shí)間變化.如果我們在這個(gè)電路中串聯(lián)一個(gè)電流表,電流表的讀數(shù)保持恒定.,大小方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流,三.恒定電流,三.恒定電流,1.大小方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流,2.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跟通過這些電量所用時(shí)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(A),方向:

4、正電荷定向移動(dòng)的方向,電流是標(biāo)量,注意,（1）適用于任何電荷的定向移動(dòng)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(dòng)方向相反； （3）在電解液中，電流方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)離子走向移動(dòng)方向相反導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)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。,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_；,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_,1A,2A,3決定電流大小的微觀量,在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個(gè)截面B和

5、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(gè)電荷的電荷量為q，電荷的定向移動(dòng)速率為v,則在時(shí)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 ,已知：n為單位體積內(nèi)的自由電荷的個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動(dòng)速率,在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體某截面的電量為:,所形成的電流為:,Q=(VtS)nq,I=Q/t=nqSV,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=8.9103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023mol-1,電子的電量e=-1.610-19C,求銅導(dǎo)線中

6、自由電子定向移動(dòng)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.,思考題,如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動(dòng)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(dòng)的速率約10-5m/s，,電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s,電場的傳播速率3108m/s.,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(shí)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(jì)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(dòng)速率,q為每個(gè)自由電荷的電量,C,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(dòng)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(dòng)的方向 D電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同,4、某電解質(zhì)溶液，如果在1s內(nèi)共有5.01018個(gè)二價(jià)正離子和1.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過