高中物理 2.1《電源和電流》 新人教選修31

2.1電源和電流.

雷鳴電閃時,強大的電流使天空發(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、電源導(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.(瞬時電流)1、電流的形成.2、持續(xù)電流的形成倘若在A,B之間連接一個裝置P,作用是不斷地把電子從A搬運到B，使AB之間始終存在一定的電場，從而保持持續(xù)電流。裝置P電源.-BA-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(yù)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,達到靜電平衡，導(dǎo)線R中會產(chǎn)生一個瞬時電流抽水機.---+A+++++++___B_____P--電源1.能把自由電子從正極搬到負極的裝置.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..--+A+++++++___B_____P假設(shè)在電源正、負極之間連一根導(dǎo)線MNE0FFnFt二.導(dǎo)線中的電場.--+A+++++++___B_____P假設(shè)在電源正、負極之間連一根導(dǎo)線MNE0FFnFtMNE0E0E′

MNE導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場二.導(dǎo)線中的電場導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行.小結(jié):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．.

我們在上一章中曾經(jīng)得出結(jié)論:在靜電平衡時,導(dǎo)體內(nèi)部的場強為零,導(dǎo)體上任意兩點之間的電勢差為零(等勢體).這與我們現(xiàn)在的說法有矛盾嗎?為什么?思考題.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動，但有的流走了，另外的又來補充，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..恒定電場電場強度不變自由電子在各個位置的定向運動速率也不變串一個電流表,讀數(shù)不會變(恒定電流).恒定電流

電流：1、定義：大小、方向都不隨時間變化的電流

用單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量表示電流強弱2、公式：

4、方向：正電荷定向移動的方向金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反?？傻?、單位：安培A

其他單位mAμA.（1）電流為標量，電流雖有方向但是標量

（2）電解液中正負離子定向移動方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和。

例題1:某電解池，如果在1s中內(nèi)共有5.0×1018個二價正離子和5.0×1018個一價負電子通過某橫截面，那么通過這個橫截面的電流強度是多大？答案：1.6A說明

.例題2有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線，通過的電流I=1A。已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3，銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.62×1023mol-1，電子的電量e=-1.6×10-19C。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率。解：設(shè)自由電子定向移動的速率是v通過橫截面的電荷量是由得從中解出代入數(shù)值后得v=7.5×10-5m/s.四、電流的微觀表達式

推導(dǎo)：一段粗細均勻的導(dǎo)體長為l,兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動的速率為v,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，每個自由電荷量為q。-------ABι總電量電荷總數(shù)nqSvnlSql/vNqtQI====l/v.vtvsv例3.有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線，通過的電流I=1A.已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3

，銅的摩爾質(zhì)量M=6.02×10-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.62×1023mol-1，電子的電量e=-1.6×10-19C。求:銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率答案：.思考題

如果認為電子的定向運動速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)驗是否相符？怎樣解釋？

電子定向移動的速率約10-5m/s，電子熱運動的平均速率105m/s，電場的傳播速率3×108m/s..

三種速度的區(qū)別（1）電流傳導(dǎo)速率等于光速，電路一接通，導(dǎo)體中的電子立即受到電場力作用而定向移動形成電流。（對整體而言）（2）電子定向移動速率，其大小與電流有關(guān)，一般每秒為10-2—-10-3m的數(shù)量級。（對每個電子而言）電子熱運動速率，任何微觀粒子都做無規(guī)則運動，其速度與

溫度有關(guān)，通常情況為每秒幾百米。.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..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:20:25AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:20:25AM11、成功就是日復(fù)一日那一點點小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:20:25AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即使已登上頂峰