【物理】2.1 电源和电流 课件（整理课件）

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1、第二章恒定电流第一节电源和电流灵璧中学-----曾凡勇电流的形成1．电流：想一想：形成电流需要什么条件？电荷的定向移动形成电流．问：有自由电荷就形成电流吗？有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果在它们之间连接一条导线，A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体会达到什么状态？导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？思考与讨论_B_______A++++++++A++++++++_B_______-BA-A++++++++_B_______等势体因为导体两端存在电势差导体中自由电子的定向移动使两

2、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水流AB连通器抽水机PBA——+++++++_______———►分析问题能保持导体两端的电势差(电压),使电路中有持续的电流.问题：怎样才能形成持续的电流？---+A+++++++___B_____P--一、电源1、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置2、作用：保持导体两端的电势差(电压),使导体中有持续的电流.思考:电源P把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化?形成电流的条件：（1）存在自由电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离

3、子（2）导体两端存在电压当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，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．电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．--+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MNE0E0E′MNE分析表明: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。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称

4、为恒定电场.恒定电场这种恒定电场有什么特点呢？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1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.三、恒定电流1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。2.电流(I)：表示电流强弱的物理量，是由电荷的定向移动形成的。定义：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流。公式：单位:国际单位安培(A)1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（μA）方向：正电荷定向移动的方向（标量）（1）在金属导体中，自由电

5、子的定向移动形成电流。电流方向?（2）在电解液中，导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电流方向？电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。注意1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为________A；1A2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为_______A．2A课堂训练3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是（）A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B．在电解质溶液中有自由的正离

6、子和负离子，电流方向不能确定C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同C推导：n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率.在时间t内通过导体某截面的电量为:Q=(VtS)nq所形成的电流为:I=Q/t=nqSVvtvsv四、电流的微观表达式vtvsv【例1】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=6.4×10-2

7、kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,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.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.设自由电子在导线内定向移动的速率是v。取一段导线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为t，则这段导线的长度为vt，体积为vts，质量为ρvts，则这段导线中的原子数为则这段导线中的自由电子数也为n，t时间内通过导体横截面的电荷量是把这个式子代入I＝q/t,得解得vtvv问题:如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速

8、率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？电子定向移动的速率约10-5m/s，电子热运动的平均速率105m/s，电场的传播速率3×108m/s.1、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压2、电源的作用：提供持续的电压3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.(恒定电场)4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.5、电流:表示电流的强弱程度的物理量.（1）定义式I=q/t（2）金属导体中电流