杜展《电源和电流》

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1、2.1电源和电流物理选修3-1第二章恒定电流主讲人：杜展你的参与就是成功的开始雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么?擅于思考的人，会变得聪明起来一、电源2、导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流，中和现象，(瞬时电流)1、电流的形成问题4：如何产生持续的电流呢？问题1：A、B之间的电场如何？问题2：若用导线R连接AB,A、B之间会发生什么现象？问题3：两个导体球会达到什么状态？它们的电势差会发生什么变化？3、B失去电子，A得到电子，周围的电场迅速减弱，A

2、、B之间电势差消失，成为等势体，达到静电平衡。AB水池抽水机保持AB的水位高度差，有持续的水流作用倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。装置P电源2、持续电流的形成问题5：通过刚才的分析，大家能说出产生电流的条件吗？-BA-A++++++++_B_______等势体导体中产生电流的条件（1）、导体两端存在电势差（2）、导体中自由电子的定向移动（使两个带电体成为等势体,达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流）---+A+++++++___B_____P--电源3

3、.概念：能把自由电子从正极搬到负极的装置.4.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.问题5:导体两端有电势差，那么导线中有没有电场呢，方向如何？--+A+++++++___B_____P假设在电源正、负极之间连一根导线MNE0FFnFt二.导线中的电场E0--+A+++++++___B_____P假设在电源正、负极之间连一根导线MNFFnFtMNE0E0E′MNE导线内很快形成沿导线方向的电场二.导线中的电场导体内的电场线保持和导线平行E0P我们在上一章中曾经得出结论:在静电平衡时,导体内部的场强为零,导体上任意两点之间

4、的电势差为零(等势体).这与我们现在的说法有矛盾吗?为什么?思考1导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。-----恒定电场--+A+++++++___B_____PPMNE1、恒定电场由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.恒定电场电场强度不变自由电子在各个位置的定向运动速率也不变串一个电流表,读数不会变(恒定电流)阅读课本41面恒定电流电流：1、定义：大小、方向都不随时间变化的电流用单位时间内通过导体横截面的电量表示

5、电流强弱2、公式：4、方向：正电荷定向移动的方向金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。可得3、单位：安培A其他单位mAμA说明（1）电流为标量，电流虽有方向但是标量问题6：电流是不是矢量呢？例2:在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U的作业下被加速，且形成的电流强度为I的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子的质量为m，电荷量为e，进入加速电场之前的速度不计，则在t秒内打在荧光屏上的电子数为多少？思考2：电解液中如何形成电流的呢?——正、负离子例3：如右图所示的电解槽中，如果在4s内各有8c

6、的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB，那么：⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向⑵电解槽中的电流方向如何？⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？⑷电解槽中的电流为多大？解析：⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C的正电荷向右通过横截面AB，而8C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C=4A⑷由电流强度的定义I=A说明（2）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离

7、子定向移动形成的电流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。四、电流的微观表达式1、推导：一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。-------ABι总电量电荷总数nqSvnLSqL/vNqtQI====L/v例题4有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，

8、电子的电量e=-1.6×10-19C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。解：设自由电子定向移动的速率是v通过横截面的电荷量是由得从中解出代入数值后得v=7.5×10-5m/s思考3如果认为电子