恒定電流和電路

第三章恒定電流和電路SteadyCurrentandElectricCircuit§3-1恒定電流與恒定電場§3-2歐姆定律§3-3焦耳－楞次定律§3-4電動(dòng)勢含源電路歐姆定律§3-5基爾霍夫定律*§3-6接觸電勢差與溫差電現(xiàn)象*§3-7液體導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電§3-1恒定電流與恒定電場SteadyElectricCurrentStrengthandSteadyElectricField(P120~123)1.電流強(qiáng)度1.1電流導(dǎo)體內(nèi)的載流子定向運(yùn)動(dòng)而形成電流。單位時(shí)間里通過導(dǎo)體某一截面的電量：

1.2形成電流的條件1〕導(dǎo)體中有載流子；2〕導(dǎo)體中有電場存在或?qū)w兩端有電勢差。1.3電流強(qiáng)度2.電流密度2.1電流密度的定義通過垂直于正電荷運(yùn)動(dòng)方向的單位面積的電流強(qiáng)度:電流密度為矢量,導(dǎo)體中某點(diǎn)電流密度的方向沿該點(diǎn)正電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向:電流密度反映了電流在載流導(dǎo)體內(nèi)的分布:1)曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該處電流密度的方向；2)曲線的疏密表示該點(diǎn)處場強(qiáng)的大小。在導(dǎo)體中畫一系列曲線，使得

2.2電流線〔a〕〔b〕2.3電流強(qiáng)度與電流密度的關(guān)系en(a)JSSI(b)enJ

ISS

閉合曲面:〔c〕一般情況Ien

dS

(c)J2.4電流的連續(xù)性方程S

J3．恒定電流和恒定電場3.2恒定電流的條件：S（a）I1I2I3I4S（b）3.1恒定電流導(dǎo)體內(nèi)各處的電流密度都不隨時(shí)間變化的電流：3.3恒定電場恒定電場：不隨時(shí)間變化的電荷分布產(chǎn)生的不隨時(shí)間變化的電場。恒定電場的性質(zhì)：具有與靜電場類似的性質(zhì)：作業(yè)：4.1.1§3-2歐姆定律OhmLaw(P125~130)1.歐姆定律1.1歐姆定律1.2電阻不均勻?qū)w

——電阻率

——導(dǎo)電率導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)：超導(dǎo)現(xiàn)象2.歐姆定律的微分形式3.1電流密度與載流子的運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系3.歐姆定律的微觀解釋3.2電流密度與電場強(qiáng)度的關(guān)系

，與溫度無關(guān)

，OR2R1

,

rdr

作業(yè)：、§3-3焦耳－楞次定律Joule-LenzLaw(P130~132)1．電流的功和功率IVAVBX2．焦耳－楞次定律假設(shè)X為純電阻R,那么IVAVBR3．焦耳－楞次定律的微分形式熱功率密度：4．焦耳－楞次定律的微觀解釋作業(yè)：§3-4電動(dòng)勢含源電路歐姆定律ElectromotiveForceand(P132~139)1.電源及電源電動(dòng)勢1.1非靜電力－－非靜電場的場強(qiáng)能提供非靜電力以把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置。1.2電源1.2電源的電動(dòng)勢在電源內(nèi)將單位正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極的過程中非靜電力所作的功：閉合回路的電動(dòng)勢：2.閉合電路的歐姆定律

,Rin

RI一般地：3.局部含源電路的歐姆定律A

1R1

I1I2R2

2R3

3I3BC一般地：4.直流電路的能量轉(zhuǎn)化

,Rin

RI——非靜電力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)、外電路的焦耳熱一般情況：——電源做功代數(shù)和等于內(nèi)、外電路消耗的焦耳熱：電源做負(fù)功表示電源充電。

1

,Rin1

IR1

2

,Rin2

R2GABKCI21DRRxRg5.電動(dòng)勢的測量電勢差計(jì)解：

作業(yè)：、§3-5基爾霍夫方程組Kirchoff'Equations(P139~144)1.基爾霍夫方程組1.1基爾霍夫第一方程組在任一節(jié)點(diǎn)處，流向節(jié)點(diǎn)的電流和流出節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零：——節(jié)點(diǎn)電流方程1.2基爾霍夫第二定律任一閉合回路中各電阻上電勢降落的代數(shù)和等于該回路中各電源電動(dòng)勢的代數(shù)和：——回路電壓方程2.基爾霍夫定律的應(yīng)用——計(jì)算復(fù)雜電路中各支路的電流解題要點(diǎn)：解：

解得：作業(yè)：、*§3-6接觸電勢差與溫差電現(xiàn)象ContactPotentialDifferenceandThermoelectricPhenomena(P151~158)1.逸出功與熱電子發(fā)射1.1逸出功：金屬中的價(jià)電子逸出金屬外表所需要的能量。1.2熱電子發(fā)射2.接觸電勢差3.溫差電動(dòng)勢〔熱電現(xiàn)象〕3.1塞貝克(Seeback)效應(yīng)與珀耳帖(Peltier)效應(yīng)Q1Q2Q1Q23.2湯姆遜〔W.Thomson〕效應(yīng)4.溫差電現(xiàn)象的應(yīng)用*§3-7液體導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電liquidConductorandGasConductor(P158~164)1.液體導(dǎo)電2.氣體導(dǎo)電

在通常情況下氣體的自由電荷極少，是良好的絕緣體。但是由于某些原因氣體中的分子發(fā)生了電離，它便可以導(dǎo)電，這種現(xiàn)象稱為氣體導(dǎo)電或氣體放電。氣體導(dǎo)電被激導(dǎo)電自持導(dǎo)電2.1被激導(dǎo)電2.2自持導(dǎo)電當(dāng)兩極電壓增加到某一數(shù)值后，氣體中的電流突然加劇，這時(shí)即使撤去電離劑導(dǎo)電過程仍能維持。這種情形稱為氣體的自持導(dǎo)電。正負(fù)離子在電場中已獲得相當(dāng)大的動(dòng)能，致使他們的各種碰撞過程足以產(chǎn)生新的離子，形成簇射。獲得較大動(dòng)能的正離子轟擊陰極，產(chǎn)生二次電子發(fā)射。當(dāng)氣體中電流密度很大時(shí)，使陰極溫度升高而產(chǎn)生熱電子發(fā)射。輝光放電弧光放電弧光放