《电源和电流(课堂教学)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电源和电流(课堂教学)（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节 电流,白景曦,一、电流的形成,1什么是电流：导体中电荷的定向移动形成电流。,条件1：存在自由电荷,金属导体自由电子，电解液正、负离子,问：有自由电荷就形成电流吗？,瞬间电流,一、电流的形成,1导体中电荷的定向移动形成电流。,条件2：导体两端存在电势差。,电源,电源的主要作用是维持导体两端的电压。（能把自由电子从正极搬到负极的装置.）形成持续电流！电源是提供电压的装置。 把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。,搬运工,利用非静电力!,条件1：存在自由电荷。,一、电流的形成,2导体中电流的形成。,二、电路中的电场,1导线中电场的形成：,导线本身是由许多带电粒子（电子和质子）组成，当它和电
2、源连通后，在电源两极上的正负电荷激发的电场作用下，导线的表面以及导线接头处会有电荷积累，正是这些电荷激发了导线内外的电场，也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向，所以导线中的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，并且形成过程是在接通电源后的极短时间内（以光速）完成的。,二、电路中的电场,1导线中电场的形成：,导线与电源连通后，导线内部很快形成沿导线切线方向的电场，这个电场是由电源、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，电场的分布也不会随时间变化，这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定
3、电场。,二、电路中的电场,1导线中电场的形成：,（1）导线内的电场线和导线平行。为什么？（2）在静电场中所学的电势、电势差及电场强度的关系，在此照用。,三、恒定电流,1恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。,2电流：物理上把通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。表示电流强弱程度的物理量。,3单位：安培（简称安），符号：A,4公式：,三、恒定电流,5电流的方向,（1）电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。,（2）金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。,（3）电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同
4、的，此时：,（4）电流强度虽然有大小和方向，但不是矢量，而是一个标量。,四、电流的微观意义,1探究,一个粗细均匀的，长为L的导体，两端加一定电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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，每个自由电荷所带电量为q，求此导体中的电流是多少？,（这段导体中的自由电荷个数）,（总电荷量）,（这段导体中的自由电荷个数通过横截面积S所需要的时间）,（电流）,四、电流的微观意义,2应用,例题1：有一个横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度为=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量为6.4102kg/mol,阿佛加德罗常数为NA=
5、 6.021023mol-1，电子的电量为e。在这个问题中可以认为每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速率v？,解析：设自由电子定向移动的速度为v，任意取一段导线，自由电子从左断移到右端时间为t，则这段导线长度为vt，体积为vtS，质量为vtS。这段导体中的原子个数为：,（也为导线中的自由电子个数）,定向移动速率非常小!,四、电流的微观意义,3三种微观速度的区别,电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速率,（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力的作用而定向移动形成电流。（对整体而言）,（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量级105
6、m/s。（对每个电子而言）,（3）电子的热运动速率，任何微观粒子都做无规则的运动，其速率与温度有关，通常情况为105m/s。,讨论：如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？,五、典型例题讨论,1如图示，电解液接入电路后，在tS内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（ ）,A当n1=n2时，电流大小为零,B当n1n2时，电流方向由A指向B，电流：,C当n1n2时，电流方向由A指向B，电流：,D当n1n2时，电流方向由A指向B，电流：,五、典型例题讨论,1如图示，电解液
7、接入电路后，在tS内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（ ）,解析：正电荷移动形成的电流：,向右,负电荷移动形成的电流：,向右,五、典型例题讨论,2一条导线中的电流为1.6A，在1s内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？,3原子中的电子饶原子核的运动可以等效为环行电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上饶核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？,小结,1误认为电流的方向就是自由电荷的运动方向。,2不理解恒定电流的形成条件。,3电流I=q/t不要理解为I与q成正比，与t成反比。,4电解液导电电流的计算误用公式：,5自由电荷的定向移动速率与电流的传导速率不能正确区分。,只要 我们努力,无数的希望就会点缀其中,希望,用最少的直线将9个点练起来！,
