高二物理競賽恒定電流課件

第8章恒定電磁場恒定電流：通過任一導(dǎo)體截面的電流強(qiáng)度不隨時(shí)間變化的電流一、電流的形成電流：大量帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)8-1恒定電流形成電流的帶電粒子統(tǒng)稱為載流子

導(dǎo)體靜電平衡OE內(nèi)等勢體AB+AB自由電子定向漂移直流電路中的金屬導(dǎo)體ABVV非等勢體習(xí)慣上用正電荷從高電勢向低電勢移動(dòng)的方向定為電流的流向sI時(shí)間通過截面tsq的電量為電流強(qiáng)度Iqt若導(dǎo)體不均勻，怎樣描述其中的電流分布情況？在電流恒定的導(dǎo)體中，存在什么樣的電場？導(dǎo)體的電勢差是靠什么力產(chǎn)生和維持的？

傳導(dǎo)電流形成的條件：(1)導(dǎo)體內(nèi)必須有可以移動(dòng)的電荷(2)導(dǎo)體兩端有電勢差，即電壓電流方向：正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向電流是標(biāo)量，其方向只是指流向而已

二、電流強(qiáng)度電流密度電流隨時(shí)間變化，則1.電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)通過某截面的電量方向：正載流子運(yùn)動(dòng)方向大小：通過垂直于載流子運(yùn)動(dòng)方向的單位面積的電流強(qiáng)度2.電流密度矢量通過導(dǎo)體截面SJ與載流子的關(guān)系3.電流密度與電荷的運(yùn)動(dòng)設(shè)電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為u，電子數(shù)密度為n取小柱體考慮電流密度的方向有對正載流子通過的電流恒定電流n任意封閉曲面s法線一致向外jjjj每秒從內(nèi)向外流出的電荷量sdQtdjIssds內(nèi)的電荷每秒減少量dQtdi電流的連續(xù)性方程：jssddQtdi電荷守恒dQtddQtdi電路中各點(diǎn)電流密度的方向和大小都不隨時(shí)間變化的電流，稱為恒定電流（又稱穩(wěn)恒電流）jssdj0即任意時(shí)刻，流進(jìn)任意封閉面的電量，與流出該封閉面的電量相等即恒定電流的條件若導(dǎo)體載的是恒定電流，導(dǎo)體內(nèi)各處的電荷分布不隨時(shí)間變化，任意封閉面內(nèi)的電量不隨時(shí)間變化，dQtdi0（動(dòng)平衡）場恒定電場是存在于恒定電流通過的導(dǎo)體內(nèi)部和導(dǎo)體外部的電場。恒定電場的的空間分布不隨時(shí)間變化dOEllssjdOgEj導(dǎo)體內(nèi)部的恒定電場與電流密度分布j存在下述主要性質(zhì)及相互關(guān)系E恒定電場與靜電場的異同同dEllO宏觀電荷空間分布電場分布E不隨時(shí)間變化ssdEe0iSq滿足滿足可引入電勢概念恒定電場靜電場異jOjOOE導(dǎo)體內(nèi)V常量OE導(dǎo)體內(nèi)V常量維持電場需耗能維持電場不需耗能歐姆定律的微分形式流過dS的電流：導(dǎo)體的電導(dǎo)率，單位為矢量式——?dú)W姆定律的微分形式討論：(1)某點(diǎn)處的電流密度只與該點(diǎn)的場強(qiáng)及該點(diǎn)處材料的導(dǎo)電性質(zhì)有關(guān)，與導(dǎo)體的形狀、大小無關(guān)(2)歐姆定律是電場在一段導(dǎo)體內(nèi)引起的總效果的表示歐姆定律微分形式反映了導(dǎo)體中電流的分布情況定律淺釋載流金屬導(dǎo)體中的自由電子同時(shí)參與兩種運(yùn)動(dòng)無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)E引起的定向漂移vi熱各向大小概率均等，矢量統(tǒng)計(jì)平均值為零ia漂FmemE設(shè)與晶格某兩次碰撞相隔的時(shí)間為ti該段時(shí)間中平均速度vi漂ia漂ti2