电源和电流

恒定电场 由稳定分布的电荷产生 稳定的电场称为恒定电场.
恒定电场 电场强度不变
自由电子在各个位置的定向运动速率也不变 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
三、恒定电流 1、恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。 2、电流：物理上把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。表示电流强弱程度的物理 量。 3、单位：安培（简称安），符号：A
－ － －
+ + + +
+
A
－
+ + + + +
－ － － － － －
B
－
－ － － － －
P
电源的主要作用是维持导体两端的电
压。（能把自由电子从正极搬到负极的装置.）形
成持续电流！电源是提供电压的装置。 把其他形 式的能转换成电能的装置叫做电源。 利用非静电力!
电源 搬运工
Байду номын сангаас
一、电流的形成 2、导体中电流的形成。
n1e 向右 I t
负电荷移动形成的电流：

A
+ －

B
2n2 e 向右 I t
(n1 2n2 )e I t
五、典型例题讨论 2、一条导线中的电流为1.6A，在1s内通过这条导线某一横 截面积的电子有多少个？
q It n q 1.6 1 个 1019 个 19
e 1.6 10

A
+ －

(n1 2n2 )e I t
C、当n1>n2时，电流方向由A指向B，电 流：
B
(n1 2n2 )e D、当n1>n2时，电流方向由A指向B，电流： I t
(2n2 n1 )e I t
五、典型例题讨论 1、如图示，电解液接入电路后，在tS内有n1个一价正离子 通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为 元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（ ） 解析：正电荷移动形成的电流：
3、原子中的电子饶原子核的运动可以等效为环行电流。设 氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上饶核运动，电子的 电荷量为e，等效电流有多大？
2r t T v
e ev I t 2r
五、典型例题讨论 4、（天津高考）在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不 断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加 速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为 e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为△l的电子束 的电子个数是（ B ）
q ne
vtS
四、电流的微观意义 3、三种微观速度的区别 讨论：如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导 速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？ 电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速率
（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电 子立即受到电场力的作用而定向移动形成电流。（对整体 而言）
（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量 级10－5m/s。（对每个电子而言） （3）电子的热运动速率，任何微观粒子都做无规则的运 动，其速率与温度有关，通常情况为105m/s。
五、典型例题讨论 1、如图示，电解液接入电路后，在tS内有n1个一价正离子 通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为 元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（ ） A、当n1=n2时，电流大小为零 B、当n1>n2时，电流方向由A指向B，电流：
Il A. eS
m Il B. 2eU e
1 m C. eS 2eU
m 2eU
ISl B. e
m 2eU
六、易误问题六点启示 1、误认为电流的方向就是自由电荷的运动方向。 2、不理解恒定电流的形成条件。 3、电流I=q/t不要理解为I与q成正比，与t成反比。 4、电解液导电电流的计算误用公式： q q I t 5、自由电荷的定向移动速率与电流的传导速率不能正确区 分。
二、电路中的电场 导线与电源连通后，导线 1、导线中电场的形成： 内部很快形成沿导线切线方向 的电场，这个电场是由电源、 导线等电路元件所积累的电荷 共同形成的，尽管这些电荷也 － 在运动，但有的流走了，另外 的又来补充，所以电荷的分布 － － 是稳定的，电场的分布也不会 － － + － － + + + － － 随时间变化，这种由稳定分布 + A + － B － － + 的电荷所产生的稳定的电场， + － － + + － 称为恒定电场。
只要
我们努力
无数的
希望就会点缀其中
第1节
电源和电流
一、电流的形成 1、导体中电荷的定向移动形成电流。
条件1：存在自由电荷→
金属导体——自由电子，电解液——正、负离子．
问：有自由电荷就形成电流吗？
－
－
+ + + + + + +++ ++
+
A
－ － － － － － － － －－ －－
－
B
A
电流消失
B
瞬间电流
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．
一、电流的形成 1、导体中电荷的定向移动形成电流。
条件1：存在自由电荷。
条件2：导体两端存在电势差。
v
L
S
N n LS（这段导体中的自由电荷个数） Q Ne n LS q（总电荷量） L （这段导体中的自由电荷个数通过 t v 横截面积S所需要的时间） Q n LS q I n vS q （电流） L t v
四、电流的微观意义 2、例题 有一个横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知 铜的密度为ρ =8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量为6.4×10－ 2kg/mol,阿佛加德罗常数为N = 6.02×1023mol-1，电子的电量 A 为e。在这个问题中可以认为每个铜原子贡献一个自由电子。 求铜导线中自由电子定向移动的速率v？
P
－
静电场一样
二、电路中的电场 1、导线中电场的形成：


（1）导线内的电场线和导线平行。为什么？
U E d
（2）在静电场中所学的电势、电势差及电场强度的关系，在此照用。
导线内的电场，是由电源、 导线等电路元件所积累的电荷 共同形成的。尽管这些电荷也 在运动，但有的流走了，另外 的又来补充，所以电荷的分布 是稳定的，电场的分布也稳定。 -----恒定电场
－ － －
+ + + +
+
A
－
+ + + + +
－ － － － － －
B
－
－ － － － －
P
二、电路中的电场 1、导线中电场的形成：
－ － －
+ + + +
+
A
－
+ + + + +
－ － － － － －
B
－
－ － － － －
P
导线本身是由许多带电粒 子（电子和质子）组成，当它 和电源连通后，在电源两极上 的正负电荷激发的电场作用下， 导线的表面以及导线接头处会 有电荷积累，正是这些电荷激 发了导线内外的电场，也正是 依靠这些电荷才保证导线内部 的场强沿导线方向，所以导线 中的电场，是由电源、导线等 电路元件所积累的电荷共同形 成的，并且形成过程是在接通 电源后的极短时间内（以光速） 完成的。
1A 10 3 mA 10 6 uA
4、公式：
电流
q I q It t
平均电流
表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。
三、恒定电流 5、说明 （1）电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流 方向。
（2）金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 （3）电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、 负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时：
I
q1 q2 t
（4）电流强度虽然有大小和方向，但不是矢量，而是一 个标量。
I1 I2
I
I I1 I 2
四、电流的微观意义 1、说明
一个粗细均匀的，长为L的导体，两端加一定电压，导体中的自 由电荷沿导体定向移动的速率为v，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，每个自由电荷所带电量 为q，求此导体中的电流是多少？
S
vt
解析：设自由电子定向移动的速度为v，任意取 一段导线，自由电子从左断移到右端时间为t， 则这段导线长度为vt，体积为vtS，质量为ρ vtS。 这段导体中的原子个数为：
n
vtS
M
N A （也为导线中的自由电子个数）
N Ae It M IM v 7.5 10 5 m / s 定向移动速率非常小! SN Ae