第1节：电流

六、电流的微观表达式
推导:
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电 荷定向移动的速率为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，每个自由电荷量为q。 B A
总电量 电荷总数 l
Q Nq nlSq nqSv I t l/v l/v
思考题
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？ 电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
内因 外因
②. 保持导体两端电势差
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．
3.电源的作用：维持导体两端持续的电压，使导体 中有持续的电流．
第1节：电 流
一、电流的形成 二、电流的速度
自由电子热运动的平均速率 自由电子定向运动的速度 电流的速度 3.0 ×108 105 m/s 10-5 m/s m/s
思考题
我们在上一章中曾经得出结论 :在静电平衡时,导体内部的场强为 零,导体上任意两点之间的电势差 为零(等势体).这与我们现在的说 法有矛盾吗?为什么?
例与练 4、有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为 I，设单位体积的导线有n个自由电子，电子电量 为e，电子的定向移动速度为v，在t时间内，通 过导体横截面的自由电子数目N可表示为（ ） A．nvSt B．nvt C．It/e D．It/Se
q NeI It I N e t t
－ － － － － －
长度L vt
体积V LS Svt
N nV nSvt
例与练 5、有一横截面为S＝1mm2的铜导线，流经其中 的电流为I=1A，已知铜的密度为 ρ=8.9×103Kg/m3，铜的摩尔质量为M＝ 6.4×10－2Kg/mol，阿伏加得罗常数NA＝ 6.0×1023/mol，电子电量为e= 1.6×10－19C 。 在这个问题中可认为每个铜原子贡献一个电子， 求铜导线中自由电子定向移动速率v。
1.电流强度： 单位时间内通过导体任一横截面的电量。
2.单位：安培（A）
q I t
常用单位还有 毫安（mA）、微安（ A）． 1A＝103mA＝106A
第1节：电 流 五、电流的分类
①.直流电：电流方向不随时间变化的电流。
恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流
②.交流电：大小、方向随时间作周期变化的电流。 电流大小和方向都不随时间变化的电 流——恒定电流。
-
第1节：电 流
一、电流的形成
1.电流形成：电荷的定向运动形成电流。 2.产生电流的条件： ①. 存在自由电荷
内因 外因
②. 保持导体两端电势差
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．
－ －
－
－
－
－
+
E
-
第1节：电 流
一、电流的形成
1.电流形成：电荷的定向运动形成电流。 2.产生电流的条件： ①. 存在自由电荷
课堂练习
1、下列关于电流的说法中正确的是 （ AD ） A．导体中产生电流的条件是导体两端保持 一定的电势差 B．电流的方向就是电荷的定向运动方向 C．电流的方向不变的电流叫恒定电流 D．电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流
课堂练习
2、在稀CuSO4溶液中插入两碳棒极板，在两 极板上加一定的电压，在10s内有5×1018 个Cu离子通过溶液中央截面，则碳棒中的 电流强度为多大？
2、持续电流的形成
倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子 从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而 保持持续电流。
装置P电源
电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压), 使电路有持续的电流.
+ + + + A + + ++ -
_ __ _ __ B _ _ P
I
－ － － － － －
析与解
体积V LS Svt 长度L vt m Svt 质量m V Svt N NA NA M M q Ne Svt I N Ae t t Mt
I
－ － － － － －
IM v SN A e
7.5 10 m / s
5
作业： 1、课本：52面3、4 2、名校学案
仙游第二中学物理组
2r T v
e ev I T 2r
1、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行. (恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式 I nqsv
小结
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积， v为电荷定向移动速率,q为每个自由电荷的电量
小结: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． 电源的作用是保持导体两端的电压， 使导体中有持续的电流．
A
抽水机
类比法理解电源的作用：
B
水池
水 管 在A、B间安一抽水机，将B池中的水及时抽到A中，使水池A中 的水量得以及时补充，保持它们之间的高度差，从而使水管中 有源源不断的水流。
水池A、B的水面有一定的高度差，若 在A、B之间用一细管连起来，则水在 重力的作用下定向移动，从A到B，但 A、B的高度差很快消失，水管中只可 如何让水管中有源源不断的水 能有有一个瞬间水流 流呢
q 5 10 1.6 10
18
19
2 2C 3.2C
q 3.2 I A 0.32 A t 10
课堂练习
3、原子中电子绕原子核的圆周运动可以等效 为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半 径为r的圆周轨道上运动，电子的电量为e， 等效电流有多大？
设电子圆周运动的周期为T：
第三章：恒定电流 第1节：电流
雷鸣电闪时,强大的电流使天 空发出耀眼的闪光,但它只能存在 于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却 能持续发光,这是为什么?
一、电源
1、电流的形成
即导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差
+ + + + A + + ++ -
_ _ _ _ B _ _ _ _
A 等பைடு நூலகம்体
B
导体中自由电子在电场力的作用下发生定向移动形成 电流， B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A 、B之 间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静 电平衡，电子不再定向移动，电流消失 ---瞬时电流
第1节：电 流 六、决定电流大小的微观量
在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B 和C，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，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为 v，则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有自 由电荷将通过截面C ．
Q nqV nqsvt I nqsv t t t
三种速度的区别
（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，一般每秒为10-2—
-10-3m的数量级。（对每个电子而言）
（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与 温度有关，通常情况为每秒几百米。
三、电流的方向
规定为正电荷定向运动的方向为电流的方向
1. 金属导体中：电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反 在电解液中：电流方向与正离子定向移动方向相同， 电流方向与负离子定向移动方向相反． 2. 电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则．
第1节：电 流
一、电流的形成 二、电流的速度 三、电流的方向 四、电流的大小和单位