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新課標(biāo)高中物理選修3-12-1.電源和電流WWW.KS5U.COM第1頁重點：難點：

電流概念及其應(yīng)用導(dǎo)線中電場電源作用

第2頁一、電源導(dǎo)體中自由電荷在電場力作用下發(fā)生瞬間定向移動形成瞬時電流.(瞬時電流)1、瞬時電流形成假設(shè)A，B分別帶等量正負(fù)電荷，現(xiàn)在之間連接一根導(dǎo)線會發(fā)生什么現(xiàn)象？第3頁2、連續(xù)電流形成倘若在A,B之間連接一個裝置P,作用是不停地把電子從A搬運到B，使AB之間一直存在一定電場，從而保持連續(xù)電流。裝置P

電源第4頁二恒定電場假設(shè)在電源正負(fù)極之間連接一根導(dǎo)線MNE0ABP第5頁其一是電源正、負(fù)極產(chǎn)生電場，可將該電場分解為兩個方向：沿導(dǎo)線方向分量使自由電子沿導(dǎo)線作定向移動，形成電流；垂直于導(dǎo)線方向分量使自由電子向?qū)Ь€某一側(cè)聚集，從而使導(dǎo)線兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷分布。其二是這些電荷分布產(chǎn)生附加電場，該電場將減弱電源兩極產(chǎn)生垂直導(dǎo)線方向電場，直到使導(dǎo)線中該方向合場強(qiáng)為零，而到達(dá)動態(tài)平衡狀態(tài)。此時導(dǎo)線內(nèi)電場線保持與導(dǎo)線平行，自由電子只存在定向移動。因為電荷分布是穩(wěn)定，故稱恒定電場。恒定電場基本性質(zhì)與靜電場相同。MNE0FFnFt

MNE0MNEEE0E′導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向恒定電場第6頁三恒定電流(大小、方向都不隨時間改變電流)電流：1定義：單位時間內(nèi)經(jīng)過導(dǎo)體橫截面電量表示電流強(qiáng)弱物理量。2單位：安培A（mAμA）是七個國際制基本單位之一，不是導(dǎo)出單位。3公式：

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方向：正電荷定向移動方向金屬導(dǎo)體中電流方向與自由電子定向移動方向相反?？傻玫?頁四金屬導(dǎo)電電流微觀表示式

推導(dǎo)：一段粗細(xì)均勻?qū)w長為l,兩端加一定電壓，自由電荷定向移動速率為v,設(shè)導(dǎo)體橫截面積為s，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)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思索：市導(dǎo)學(xué)P34頁6題第8頁例1：有一條橫截面積S=1mm2銅導(dǎo)線，經(jīng)過電流I=1A。且銅密度ρ=8.9×103kg/m3.銅摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.62×1023mol-1，電子電量e=1.6×10-19C。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動速率。(設(shè)每個銅原子貢獻(xiàn)1個電子)經(jīng)過橫截面電荷量是由得從中解出代入數(shù)值得v=7.5×10-5m/svtvsv解：設(shè)自由電子定向移動速率是v，建模如右：按這個速度計算，自由電子經(jīng)過一米長導(dǎo)線要3個小時，這可能嗎？第9頁注意幾個速度問題：1.電子定向移動速率:其大小與電流相關(guān)，普通數(shù)量級為10-5m/s（對每個電子而言）2.電流傳導(dǎo)速率：等于光速，電路一接通，導(dǎo)體中電子馬上受到電場力作用而定向移動形成電流（對整體而言）3.電子熱運動速率：任何微觀粒子都做無規(guī)則運動，其速率與溫度相關(guān)，通常情況為每秒幾百米第10頁正電荷移動方向負(fù)電荷移動方向五電解液導(dǎo)電電流計算例題1某電解池，假如在1s中內(nèi)共有2.5×1018個二價正離子和5.0×1018個一價負(fù)電子經(jīng)過某橫截面，那么經(jīng)過這個橫截面電流強(qiáng)度是多大？答案：1.6A第11頁小結(jié)：(1)電流為標(biāo)量，電流雖有方向不過標(biāo)量

(2)電解液中正負(fù)離子定向移動方向即使相反，但正、負(fù)

離子定向移動形成電流方向是相同，此時q=I/t

中，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量絕對值之和。

正電荷移動方向負(fù)電荷移動方向五電解液導(dǎo)電電流計算第12頁例題2某電解池，假如在1s中內(nèi)共有2.5×1018個二價正離子經(jīng)過陰極，5.0×1018個一價負(fù)電子經(jīng)過陽極，那么經(jīng)過這個電解池中電流強(qiáng)度是多大？答案：0.8A正電荷移動方向負(fù)電荷移動方向思索：例1與例2是否矛盾？思索：市導(dǎo)學(xué)P34頁5題五電解液導(dǎo)電電流計算第13頁例題3：原子中電子繞原子核運動能夠等效為環(huán)形電流.設(shè)氫原子電子以速度v,在半徑為r圓周上繞核運動，電子電量為e，求等效電流I有多大？vre解：建立模型如右T=2πr/v電子電量為：q=e故電流為：I=q/TI=ev/2πr綜合上述：思索：市導(dǎo)學(xué)P35頁10題電子運動周期為：六