物理：3.1《電流》課件(魯科版選修3-1)

1、第第1節(jié)節(jié) 電流電流第三章第三章 恒定電流恒定電流?？谌A興學校任漢鑫電荷的熱運動，從宏觀上看，不能形成電流電荷的熱運動，從宏觀上看，不能形成電流 回憶回憶 ：電荷的定向移動形成電流：電荷的定向移動形成電流1.電流的形成+_+_F1.不接電源不接電源：放電時放電時Q 減小，減小，U 減小，減小， E 減減小，小，Q = 0時時U = 0，i i = 02.接通電源接通電源：放電時放電時Q 不變，不變，U 不變，不變， E 不不變，變，i i 不變不變+_+_I這種由穩(wěn)定分布的電荷這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場（各（各處處E E值保持不變）值保持不變），稱為，稱為恒定電場恒定

2、電場，它具有與，它具有與靜靜電場電場相同的基本性質(zhì)。相同的基本性質(zhì)。1.電流的形成 形成電流的條件形成電流的條件： （1）存在自由電荷）存在自由電荷金屬導體金屬導體自由電子，電解液自由電子，電解液正、負離子正、負離子（2）導體兩端存在電壓）導體兩端存在電壓 當導體兩端存在電壓時，導體內(nèi)建立了電場，導體當導體兩端存在電壓時，導體內(nèi)建立了電場，導體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流流 電源的作用是保持導體兩端的電壓，使導體電源的作用是保持導體兩端的電壓，使導體中有持續(xù)的電流中有持續(xù)的電流v 電流的速度 3.0 108 m/sv 自由電

3、子熱運動的平均速率 105 m/sv自由電子定向運動的速度 10-5 m/s2.電流的速度 3電流的方向電流的方向（1）在金屬導體中，電流方向與自由電荷（電子）的定在金屬導體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動方向相反；向移動方向相反；在電解液中，電流方向與正離子定向移動方向相同，在電解液中，電流方向與正離子定向移動方向相同，與負離子走向移動方向相反與負離子走向移動方向相反（2）電流是標量它的運算不遵循平行四邊形定則電流是標量它的運算不遵循平行四邊形定則規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向的方向 4電流的強弱電流的強弱電流電流 I（1）定義：通過導體橫截面的電

4、荷量定義：通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量跟通過這些電荷量所用的時間所用的時間t的比值稱為電流：的比值稱為電流：I = q / t（2）單位：電流是物理學中七個基本物理量之一，相應的單位：電流是物理學中七個基本物理量之一，相應的單位是單位是基本單位基本單位， 在國際單位制中，電流的單位是在國際單位制中，電流的單位是安培安培，符號是，符號是A 常常用單位還有用單位還有毫安毫安（mA）、）、微安微安（ A） 1A103mA106 A（3）直流：直流：方向不隨時間變化的電流方向不隨時間變化的電流恒定電流：恒定電流：方向和強弱都不隨時間變化的電流方向和強弱都不隨時間變化的電流 練習練習:（1）

5、在金屬導體中，若）在金屬導體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導體中的電流為，則導體中的電流為_A；分析解答：（分析解答：（1）根據(jù)電流的定義式得到）根據(jù)電流的定義式得到10s內(nèi)通過內(nèi)通過橫截面積的電流為橫截面積的電流為1A（2）某電解槽橫截面積為）某電解槽橫截面積為0.5m2，若，若10s內(nèi)沿相反方內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正負離子的電量均為向通過橫截面的正負離子的電量均為10C，則電解，則電解液中的電流為液中的電流為_A分析解答：（分析解答：（2）正負粒子的電量均為）正負粒子的電量均為10庫，則庫，則10s內(nèi)通過橫截面積的總電量為內(nèi)通過橫截面積的總電量為20庫庫，

6、電流為，電流為2A 5決定電流大小的微觀量決定電流大小的微觀量v在加有電壓的一段粗細均勻的導體在加有電壓的一段粗細均勻的導體AD上選取兩個上選取兩個截面截面B和和C，設導體的橫截面積為設導體的橫截面積為S導體每導體每單位體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個電荷的電荷量為每個電荷的電荷量為q，電電荷的定向移動速率為荷的定向移動速率為v，則在時間則在時間t內(nèi)處于相距為內(nèi)處于相距為 vt 的兩截面的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過截面間的所有自由電荷將通過截面C 由可得tQI nqvStnSvtqI小結(jié)：小結(jié)：1.形成電流的條件：形成電流的條件： （1）存在自由電荷）存在自由電荷

7、（2）導體兩端存在電壓）導體兩端存在電壓2.恒定電流：方向和強弱都不隨時間變化的電流恒定電流：方向和強弱都不隨時間變化的電流 3.決定電流大小的微觀量決定電流大小的微觀量:nqvStnSvtqIn 為電荷體密度為電荷體密度S 為導體橫截面積為導體橫截面積v為電荷定向移動速率為電荷定向移動速率關于電流的方向關于電流的方向【例例1】關于電流的方向，下列敘述中正確的是關于電流的方向，下列敘述中正確的是_ A金屬導體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向金屬導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離子，電流方向在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負離子，電流方向不能確定

8、不能確定 C不論何種導體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的不論何種導體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向方向 D電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負電荷定向移動的方向相同與負電荷定向移動的方向相同例例1、解析：正確選項為、解析：正確選項為C電流是有方向的，電流的方向是人為規(guī)定的。物電流是有方向的，電流的方向是人為規(guī)定的。物理上規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則理上規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負電荷定向移動的方向一定與電流的方向相反負電荷定向移動的方向一定與電流的方向相反。關于電流的計算關于電流的計算【例例2】某電

9、解質(zhì)溶液，如果在某電解質(zhì)溶液，如果在1 s內(nèi)共有內(nèi)共有5.01018個二個二價正離子和價正離子和1.01019個一價負離子通過某橫截面，那么個一價負離子通過某橫截面，那么通過電解質(zhì)溶液的電流強度是多大？通過電解質(zhì)溶液的電流強度是多大？例例2、解析：設在、解析：設在t=1 s內(nèi)，通過某橫截面的二價正離子內(nèi)，通過某橫截面的二價正離子數(shù)為數(shù)為n1，一價離子數(shù)為，一價離子數(shù)為n2，元電荷的電荷量為，元電荷的電荷量為e，則，則t 時時間內(nèi)通過該橫截面的間內(nèi)通過該橫截面的電荷量為電荷量為q=（2n1+n2）e電流強度為電流強度為I=1.610-19A=3.2 A【例例3】氫原子的核外只有一個電子，設電子在離原氫原子的核外只有一個電子，設電子在離原子核距離為子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運動。已知電子的圓軌道上做勻速圓周運動。已知電子的電荷量為的電荷量為e，運動速率為，運動速率為v，求電子繞核運動的等效，求電