電流 電流密度

1、關(guān)于電流 電流密度第一張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月+ 一 電流電流強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體上任一截面的電荷量單位: 1A 人們把正電荷運(yùn)動(dòng)的方向規(guī)定為電流的指向，即電流的指向和導(dǎo)體中電場的方向相同。電流是標(biāo)量，這里指的方向，是指電流隨著導(dǎo)線前進(jìn)的方向。 第二張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 二 電流密度斜柱體的體積為: 通過斜柱體的電流為: 令 假定在導(dǎo)體內(nèi)有一個(gè)面積元 ，它的正方向與電荷的運(yùn)動(dòng)方向成 角，在時(shí)間 內(nèi)通過面的電荷應(yīng)是在底面積為 ，斜長為 的斜柱體內(nèi)的電荷。 第三張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月該點(diǎn)正電荷運(yùn)動(dòng)方向方向：大?。?等于在單位時(shí)間內(nèi)過該

2、點(diǎn)附近垂直 于正電荷運(yùn)動(dòng)方向的單位面積的電荷1、定義電流密度矢量：2、與I的關(guān)系積分關(guān)系：微分關(guān)系： 第四張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、 歐姆定律的微分形式（1）一段電路的歐姆定律電阻定律電導(dǎo)率電阻率Il U1U2s單位:m S/m第五張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 超導(dǎo)體 有些金屬和化合物在降到接近絕對(duì)零度時(shí)，它們的電阻率突然減小到零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo).0.050.104.104.204.30*超導(dǎo)的轉(zhuǎn)變溫度T/KR/汞在4.2K附近電阻突然降為零第六張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用是廣泛的，就目前所知，起碼涉及到以下幾個(gè)方面：電能輸送；電機(jī)

3、制造；磁流體發(fā)電；超導(dǎo)線圈儲(chǔ)能技術(shù)；超導(dǎo)磁懸浮列車；超導(dǎo)電子計(jì)算機(jī)；超導(dǎo)電子器件；超導(dǎo)磁體；高靈敏度電磁儀器；地球物理探礦； 地震探測； 生物磁學(xué)； 醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用； 強(qiáng)磁場下的物性研究； 軍事第七張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月歐姆定律的 微分形式 (2)歐姆定律的微分形式第八張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 一般金屬或電解液，歐姆定律在相當(dāng)大的電壓范圍內(nèi)是成立的， 但對(duì)于許多導(dǎo)體或半導(dǎo)體，歐姆定律不成立，這種非歐姆導(dǎo)電特性有很大的實(shí)際意義，在電子技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)中有重要作用.注意歐姆定律的 微分形式 表明任一點(diǎn)的電流密度 與電場強(qiáng)度 方向相同，大小成正比第九

4、張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月解法一 例1 一內(nèi)、外半徑分別為 和 的金屬圓筒，長度 , 其電阻率 ，若筒內(nèi)外電勢差為 ，且筒內(nèi)緣電勢高，圓柱體中徑向的電流強(qiáng)度為多少 ？第十張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月解法二第十一張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 恒 定 電 流 四、穩(wěn)恒電流和穩(wěn)恒電場SI 若閉合曲面 S 內(nèi)的電荷不隨時(shí)間而變化，有單位時(shí)間內(nèi)通過閉合曲面向外流出的電荷，等于此時(shí)間內(nèi)閉合曲面里電荷的減少量 .第十二張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月穩(wěn)恒電場 1）在恒定電流情況下，導(dǎo)體中電荷分布不隨 時(shí)間變化形成恒定電場； 穩(wěn)恒電流的條件： 穩(wěn)恒電流：通

5、過導(dǎo)體中任一截面的電流強(qiáng)度的大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流。3）與靜電場相區(qū)別，穩(wěn)恒電場由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生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；第十三張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月五、 電源 電動(dòng)勢第十四張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月非靜電力: 能不斷分離正負(fù)電荷使正電荷逆靜電場力方向運(yùn)動(dòng).電源：提供非靜電力的裝置.+-+ 電動(dòng)勢的定義：在電源內(nèi)，單位正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力所作的功第十五張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 非靜電電場強(qiáng)度 : 為單位正電荷所受的非靜電力.采用場的概念，可以把非靜電力的作用等效為“非靜

6、電場”，其性質(zhì)由“非靜電性電場強(qiáng)度” 非靜電力所作的功： . 電動(dòng)勢類似于靜電場， 為電荷q所受的非靜電力 電源外第十六張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電源的電動(dòng)勢 和內(nèi)阻 *正極負(fù)極電源+_ 電源電動(dòng)勢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(shí)非靜電力所作的功.電源電動(dòng)勢第十七張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例：從點(diǎn)A出發(fā) , 順時(shí)針繞行一周各部分電勢降落總和為零 , 即 全電路的歐姆定律I*電源EAB*C*D*第十八張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例題： 一塊扇形碳制電極厚為t，電流從半徑為r1的端面S1流向半徑為r2的端面S2，扇形張角為 。求S1和S2

7、面之間的電阻。 r1r2tS1S2解 扇形碳制電極橫截面的面積不是常數(shù)，因此在電極上取一半徑為r，長度為dr的一微小長度，此處電極橫截面積為S=tr。其電阻為 第十九張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月數(shù)量級(jí)：例題： 設(shè)想在銀這樣的金屬中，導(dǎo)電電子數(shù)等于原子數(shù)。當(dāng)1mm直徑的銀線中通過30A的電流時(shí)，電子的漂移速度是多大？若銀線溫度是20C，按經(jīng)典電子氣模型，其中自由電子的平均速率是多大？ 解 電子漂移速度 因銀中自由的導(dǎo)電電子數(shù)等于原子數(shù)，故電子數(shù)密度與原子數(shù)密度相同 第二十張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 =100g/mol = 0.1kg/mol，摩爾質(zhì)量 = 10g/cm3