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1、第一节 电 流第三章 恒定电流意大利解剖学和医学教授伽伐尼 （17371789） 从静电到动电 现代已证明，伽伐尼的假设是错误 的。但是他的发现却使电学的研究 开始从静电转向动电。所以人们没 有忘记伽伐尼的贡献，直到今天英 文还把电疗叫galvanism（伽伐尼 电）。 意大利化学和物理学家伏打 （1745-1827）伏打注意到伽伐尼的 实验中使用了不同的金属 ，而实验中的青蛙腿可以 看作一种潮湿的物质，所 以就使用能够导电的盐水 液体代替动物组织试验之 ，终於因此发现了电池的 原理，做出了著名的伏打 电堆与伏打电池。 电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流回忆 ：电荷的定向移动形成电流一、电
2、流的形成电流的形成：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1. 自由电子热运动的平均速度； 2. 自由电子定向运动的速度； 3. 电流的速度；在金属导电的微观解释中，有三个 速率不可混淆：2.电流的速度通常，金属中的自由电子不断地 做无规则的热运动，它们朝任何方向 运动的机会都一样。对导体的任一个 截面来说，在任何一段时间内从截面 两侧穿过截面的自由电子数量都相等 。从宏观上看，没有电荷（
3、自由电子 ）的定向移动，因而也没有电流。自 由电子热运动的平均速率是很大的， 它的数量级理论上是 105米/秒。当导体接在电源两端时，在导体内部就建立 了电场，电场中各处的自由电子在做无规则 热运动的同时，还在电场力的作用下做定向 移动，形成电流。所以电流传播的速度其实 是电场传播的速度，这等于电磁波的传播速 度，即3.0 108 m/s。金属在导电的时候，自由电子不过是在速率 巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小 的定向移动罢了。 自由电子热运动的平均速率 105 m/s 自由电子定向运动的速度 10-5 m/s 电流的速度 3.0 108 m/s电流的速度：不是电子的定向移 动速度，而是
4、电厂的传播速度， 等于电磁波速度3.0 108 m/s照常理来说，电流的方向就是电子运动方向 ，可200多年前人们对电流还缺乏本质的认识 ，认为电流是正电荷的流动产生，所以把正 电荷运动方向规定为电流方向。现在我们都 知道，这是错误的，但是由于习惯，所以知 道现在我们还是继续这么规定。电路中，正电荷的移动的方向与电子 的运动方向相反。并不妨碍对于电流 的研究。3 3. .电流方向电流方向电流的移动电流的方向：（1）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同 ，与负离子走向移动方向相反（2）电流是标量它的运算不遵循平行四边形定则规定正
5、电荷定向移 动的方向为电流的方向 4电流的强弱电流 I（1）定义：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：I = q / t（2）单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的 单位是基本单位，在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A 常 用单位还有毫安（mA）、微安（ A）1A103mA106A（3）直流：方向不随时间变化的电流恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流 练习:（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； 分析解答：（1）根据电流的定义式得到10s内 通过横截面积的电流为1A （2）某电解槽横截面积为0.5m2，
6、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 分析解答：（2）正负粒子的电量均为10库， 则10s内通过横截面积的总电量为20库，电流 为2A5决定电流大小的微观量在加有电压的一段粗细均匀的导体上，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，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向 移动速率为v，则电荷形成的电流时多少呢？导体被的自由点和全部定向通过该导体的时间小结：1.形成电流的条件：（1）定向移动的自由电荷（2）导体两端存在电压 2.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 3.决定电流大小的微观量:n 为电荷体密度S 为导体横截面积v
7、为电荷定向移动速率q为每个电荷的电荷量关于电流的方向【例1】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解析：正确选项为C，电流是有方向的，电流的方向是 人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的 方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。关于电流的计算【例2】某电解质溶液，如果在1 s内共有5.01018个二 价正离子和1.01019个一价负离子通过某横截面，那么 通过电解质溶液的电流强度是多大？解析：设在t=1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n1， 一价离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t 时间内通过该 横截面的 电荷量为q=（2n1+n2）e 电流强度为I=1.610-19A=3.2 A解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间 T内，通过这个截面的电量q=e，由圆周运动的知识有：T=根据电流的定义式得：I=【例3】氢原子的核外只有一个电子，设电子在离 原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知 电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动 的等效电流多大？
