《電源和電流》課件

閃電正負(fù)電荷分別在云的不同部位積聚。當(dāng)電荷積聚到一定程度，就會(huì)在云與云之間或云與地之間發(fā)生正負(fù)電荷中和，瞬時(shí)產(chǎn)生幾十萬(wàn)安培的電流。電流生熱使空氣發(fā)光，叫閃電第二章恒定電流2.1電源和電流

電閃雷鳴時(shí),強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是為什么?一、電流的形成

1、什么是電流：導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)形成電流。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．問(wèn)：有自由電荷就形成電流嗎？-BA-A++++++++_B_______水流AB連通器水勢(shì)A水勢(shì)B導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件: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(shì)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-BA-A++++++++_B_______抽水機(jī)水流AB連通器水勢(shì)A水勢(shì)B導(dǎo)體中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件:條件2、導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流．

一、電流的形成

1、導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)形成電流。條件2：導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差。－－－－－－++++++++++－－－－－－－－－－條件1：存在自由電荷。---+A+++++++___B_____P--電源電源:把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能。利用非靜電力!+-正極負(fù)極P－F1、電源：能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置2、作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓)

使導(dǎo)體中有持續(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MNE0MNE0EE0E′

MNE導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng)二.導(dǎo)線中的電場(chǎng)FFnFt

導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定---恒定電場(chǎng)恒定電場(chǎng)由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng)。---+A+++++++___B_____P--二.導(dǎo)線中的電場(chǎng)三、恒定電流1、恒定電流：大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流。2、電流：物理上把通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過(guò)這些電荷量所用的時(shí)間t的比值稱為電流。表示電流強(qiáng)弱程度的物理量。

4、單位：安培（簡(jiǎn)稱安），符號(hào)：A

3、公式：表示在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量。電流平均電流三、恒定電流5、說(shuō)明（1）電流方向的規(guī)定：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。?）金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。（3）電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的，此時(shí)：（4）電流強(qiáng)度雖然有大小和方向，但不是矢量，而是一個(gè)標(biāo)量。四、電流的微觀意義

一個(gè)粗細(xì)均勻的，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體，兩端加一定電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，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)自由電荷所帶電量為q，求此導(dǎo)體中的電流是多少？（這段導(dǎo)體中的自由電荷個(gè)數(shù)）（總電荷量）（這段導(dǎo)體中的自由電荷個(gè)數(shù)通過(guò)橫截面積S所需要的時(shí)間）（電流）四、電流的微觀意義

例題

有一個(gè)橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線，通過(guò)的電流I=1A。已知銅的密度為ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量為6.4×10－2kg/mol,阿佛加德羅常數(shù)為NA=6.02×1023mol-1，電子的電量為e。在這個(gè)問(wèn)題中可以認(rèn)為每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率v？解析：設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速度為v，任意取一段導(dǎo)線，自由電子從左斷移到右端時(shí)間為t，則這段導(dǎo)線長(zhǎng)度為vt，體積為vtS，質(zhì)量為ρvtS。這段導(dǎo)體中的原子個(gè)數(shù)為：（也為導(dǎo)線中的自由電子個(gè)數(shù)）定向移動(dòng)速率非常小!四、電流的微觀意義

3、三種微觀速度的區(qū)別電流傳導(dǎo)速率、電子定向移動(dòng)速率、電子熱運(yùn)動(dòng)速率（1）電流傳導(dǎo)速率等于光速，電路一接通，導(dǎo)體中的電子立即受到電場(chǎng)力的作用而定向移動(dòng)形成電流。（對(duì)整體而言）（2）電子定向移動(dòng)速率，其大小與電流有關(guān)，一般數(shù)量級(jí)10－5m/s。（對(duì)每個(gè)電子而言）（3）電子的熱運(yùn)動(dòng)速率，任何微觀粒子都做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，其速率與溫度有關(guān)，通常情況為105m/s。五、典型例題討論1、如圖示，電解液接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個(gè)一價(jià)正離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，有n2個(gè)二價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，則以下關(guān)于通過(guò)該截面電流的說(shuō)法正確的是（）A、當(dāng)n1=n2時(shí)，電流大小為零+－B、當(dāng)n1>n2時(shí)，電流方向由A指向B，電流：C、當(dāng)n1<n2時(shí)，電流方向由A指向B，電流：D、電流方向由A指向B，電流：D五、典型例題討論2、在稀CuSO4溶液中插入兩碳棒極板，在兩極板上加一定的電壓，在10s內(nèi)有5×1018個(gè)Cu離子通過(guò)某截面，則碳棒中的電流強(qiáng)度為多大？五、典型例題討論

3、（天津高考）在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速度時(shí)，一小段長(zhǎng)為△l的電子束的電子個(gè)數(shù)是（）六、易誤問(wèn)題啟示

1、誤認(rèn)為電流的方向就