電源與電流課件

恒定電流

2.1電源和電流1，為什么閃電只有一瞬間而手電筒燈泡可以持續(xù)發(fā)光？2，電流是怎樣產(chǎn)生的？產(chǎn)生電流需要什么條件？3，電源的作用是什么？4，什么是恒定電場(chǎng)？什么是恒定電流？5，電流強(qiáng)弱的描述6，電流的微觀表示7，三種速度的區(qū)別1，為什么閃電只有一瞬間而手電筒燈泡可以持續(xù)發(fā)光？手電筒有電源而閃電沒有電源2，電流是怎樣產(chǎn)生的？產(chǎn)生電流需要什么條件？電流的產(chǎn)生：電荷的定向移動(dòng)形成電流；條件：存在自由移動(dòng)的電荷，導(dǎo)體兩端存在電壓3，電源的作用是什么？電源是把自由電子從正極搬向負(fù)極的裝置；保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路有持續(xù)的電流.4，什么是恒定電場(chǎng)？什么是恒定電流？穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng)大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流5，電流強(qiáng)弱的描述——電流定義：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時(shí)間t的比值。定義式：單位：安培（A）1A=1C/s1A=103mA=106μA方向:與正電荷定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向相反.注意：電流是有大小有方向的標(biāo)量，電解液中q為正負(fù)電荷量之和6，電流的微觀表示——I=nqsv7，三種速度的區(qū)別：電流傳導(dǎo)速率、定向移動(dòng)速率、熱運(yùn)動(dòng)速率導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng)形成電流.(瞬時(shí)電流)產(chǎn)生條件：（1）存在自由移動(dòng)的電荷，金屬導(dǎo)體——自由電子電解液——正、負(fù)離子（2）導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差一、電流的形成-BA-A++++++++_B_______等勢(shì)體AB連通器水勢(shì)A水勢(shì)B抽水機(jī)水流+A+++++++___B_____P---二、電源的作用-----電源：能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路有持續(xù)的電流.能量轉(zhuǎn)化：克服靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMNE0E0E′

MNE導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng)三.導(dǎo)線中的電場(chǎng)導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行四、電流強(qiáng)弱的描述——電流

I=

—

q

t

定義：物理上把通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時(shí)間t的比值稱為電流。定義式：單位:安培符號(hào)A1A=103mA=106μA

電流的方向：與正電荷定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向相反.注意：(1)電流是有大小有方向的標(biāo)量

(2)電解液中，電荷量q表示通過截面的正、負(fù)離子電荷量絕對(duì)值之和。什么是恒定電場(chǎng)？什么是恒定電流？穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng)大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流五、電流的微觀表達(dá)式

一段橫截面積為S，長為l，粗細(xì)均勻的導(dǎo)體,兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v,導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷量為q。求導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度I。-------ABι總電量電荷總數(shù)nqSvnlSql/vNqtQI====l/v例1

關(guān)于電源以下說法正確的是：(B)A．電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極不斷地搬運(yùn)到正極，從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差B．電源的作用就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能C．只要電路中有電源，電路中就一定有電流D．電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器，也需要外界提供能量例2某電解槽中,如果在1s內(nèi)共有5×1018個(gè)二價(jià)正離子和1×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子反向通過面積為0.1m2的某橫截面，則通過該橫截面的電流強(qiáng)度為多大？答案：3.2A例3.

設(shè)氫原子中電子在半徑為r的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，電子的電量為e，質(zhì)量為m，靜電力常量為k，試求等效電流的電流強(qiáng)度．例4.一截面積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(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.vvvvv三種速率比較內(nèi)容

電子定向移動(dòng)的速率電子熱運(yùn)動(dòng)的速率電場(chǎng)傳導(dǎo)的速率物理意義電流由電荷的定向移動(dòng)形成，電流I＝neSv，其中v就是電子定向移動(dòng)的速率。導(dǎo)體內(nèi)部電子在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等,故不能形成電流.等于光速，閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以光速建立恒定電場(chǎng)，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流。大小10－5

m/s105

m/s3×108

m/s六、三種速率5.有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流徑其中的電流強(qiáng)度為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電量為e，此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為v，在△t時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)線的橫截面積的自由電子數(shù)目可表示為

（

）

6.對(duì)電流概念的正確理解是（）A．通過導(dǎo)體的橫截面的電量越多，電流越大B．導(dǎo)體的橫截面越大，電流越大C．單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量越大，電流越大D．導(dǎo)體中的自由電荷越多，電流越大7.如圖所示，半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直于環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將產(chǎn)生等效電流