單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,2.1,電源和電流,2.1,電源和電流,電閃雷鳴時,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,電流：,電荷的熱運(yùn)動，從宏觀上看，不能形成電流,電荷的定向移動形成電流,-,B,A,-,A,+,+,+,+,+,+,+,+,_,B,_,_,_,_,_,_,_,等勢體,導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件,:,導(dǎo)體兩端存在,電勢差,A,B,水池,導(dǎo)體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線,R,中會產(chǎn)生一個,瞬時,電流,抽水機(jī),-,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,-,-,二、電源,1.,能把自由電子從,正極,搬到,負(fù)極,的裝置,.,2.,作用,:,保持,導(dǎo)體兩端的電勢差,(,電壓,),使電路有,持續(xù),的電流,.,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，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，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,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,M,N,E,0,F,F,n,F,t,三、恒定電場,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,M,N,E,0,F,F,n,F,t,M,N,E,0,E,0,E,M,N,E,導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場,三、恒定電場,導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行,導(dǎo)線內(nèi)的電場，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，但,有的流走了，另外的又來補(bǔ)充,，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。,-,恒定電場,恒定電場,由,穩(wěn)定分布,的電荷產(chǎn)生,穩(wěn)定,的電場稱為恒定電場,.,恒定電場,電場強(qiáng)度不變,自由電子在各個位置的定向運(yùn)動,速率,也不變,串一個電流表,讀數(shù)不會變,恒定電流,四、恒定電流,1,、大小方向都,不隨時間變化,的電流稱為恒定電流,.,2,、電流強(qiáng)度,(,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,:,正電荷定向移動的方向,電流是標(biāo)量,它的運(yùn)算不遵循平行四邊形定則,（,1,）適用于,任何電荷,的定向移動形成的電流。,（,2,）在,金屬導(dǎo)體,中，電流方向與,自由電荷（電子）,的定向移動方向,相反,；,（,3,）在,電解液中,，電流方向與正離子定向移動,方向,相同，與,負(fù)離子,走向移動方向,相反,導(dǎo)電時，是正負(fù)離子向相反方向定向移動形成電流，,電量,q,表示通過截面的正、負(fù)離子,電量,絕對值之和,。,注意,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,_A,；,1A,2,、某電解槽橫截面積為,0.5m,2,，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,_A,。,2A,課堂訓(xùn)練,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,上選取兩個截面,B,和,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,，每個電荷的電荷量為,q,，電荷的定向移動速率為,v,則在時間,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)的自由電荷的個數(shù)，,S,為導(dǎo)線的橫截面積，,v,為自由電荷的定向移動速率,.,在時間,t,內(nèi)通過導(dǎo)體某截面的電量為,:,Q=(VtS)nq,所形成的電流為,:,I,=Q/t=nqSV,例題,:,有一條橫截面積,S=1mm,2,的銅導(dǎo)線,通過的電流,I,=1A,已知銅的密度,=8.9,10,3,kg/m,3,銅的摩爾質(zhì)量,M=6.4,10,-2,kg/mol,阿伏加德羅常數(shù),N,A,=6.02,10,23,mol,-1,電子的電量,e=-1.6,10,-19,C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率,.,可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子貢獻(xiàn)一個自由電子,.,vt,v,s,v,思考題,如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動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？,電子定向移動的速率約,10,-5,m/s,，,電子熱運(yùn)動的平均速率,10,5,m/s,，,電場的傳播速率,3,10,8,m/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,為電荷定向移動速率,q,為每個自由電荷的電量,課堂訓(xùn)練,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的方向,D,電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負(fù)電荷定向移動的方向相同,C,課堂訓(xùn)練,5,、氫原子的核外只有一個電子，設(shè)電子在離原子核距離為,R,的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動。已知電子的電荷量為,e,，運(yùn)動速率為,v,，求電子繞核運(yùn)動的等效電流多大？,設(shè)計(jì)思路：,以實(shí)際生活,為例，,引入,電源；,學(xué)習(xí),電源,運(yùn)用,類比法，,抽水機(jī),與,電源,作用類似。,學(xué)習(xí),恒定,電,場,和,恒定,電流。,用途：,運(yùn)用,以上,學(xué)習(xí),法，,學(xué)生,易,理解，,掌握。,將生活,運(yùn)用于,物理，,加強(qiáng),學(xué)生,的,興趣。,