恒定电流和恒定电场解读

I
n
dI j dS dS dI jdS jdS cos j dS
dS

j
通过导体中任一有限截面S的电流强 度为
I j dS
S
三.电流密度与电荷的运动 E 设电子定向运动的 平均速率为u，导体 中电子数密度为n u
n
dS 的电 取小柱体，单位时间内通过 E 量为
dI enudS dI j enu dS
考虑电流密度的方向有
dS u n

u
j enu
§10-2 恒定电流和恒定电场
一.电源 电容器放电过程：正电荷 q q 从A板经导线移到B板， E B 与B板上负电荷中和 A ----不能形成稳恒电流 E 电源：提供非静电力的装 F F k e B 置----将正电荷从低电势 A 处移到高电势处
[例1]计算如图电路中的电流 I 和电 2 15 V 源1的端电压。已知 1 20 V， R1 R2 2，r1 r2 0.5 1 I 2 1 1 2 解： I r R1 R2 r1 r2 R1 1 r 2 20 15 1A R 2 2 2 2 0.5 0.5
§10-1 电流密度.电流连续性方程
稳恒电流：通过任一导体截面的电 流 强度不随时间变化的电流 E 一.电流的形成 1.电流：大量带电 I 粒子的定向运动
2.形成电流的带电粒子统称为载流子
3.传导电流形成的条件： 导体内必须有可以移动的电荷 导体两端有电势差，即电压 4.电流方向：正电荷定向运动的方向 5.电流是标量，所谓的“电流的方向 ”只是指电流的流向而已
二.电流强度 电流密度 1.电流强度 电流强度：单位时间内 通过某截面的电量
q I t

I
电流随时间变化，则
q dq(t ) i lim t 0 t dt
2.电流密度矢量 1.方向：正载流子运动方向 2.大小：通过垂直于 dS 载流子运动方向的单 位面积的电流强度
二.电动势 1.电源电动势：在电源内部，将单位 正电荷从负极移到正极，非静电力 所作的功 Fk Fe A EK dl A Ek B B 单位：伏特(V) 2.方向：电源内从负极到正极的方向 ----电源内电势升高的方向

3.当非静电力存在于整个电流回路中 时，回路中的电动势为

L
EK dl
----非静电场是一个非保守性场 讨论： 电动势和电势是两个不同的物理量 电动势：与非静电力的功相联系 电势：与静电力的功相联系
§10-3 含源电路的欧姆定律 b R2 I R1 U ab E dl a b a b I b j dl I ( R1 R2 ) dl a a S 1 2 I j ( E Ek ) a R1 r1 c r2 R2 b b j b b U ab E dl dl Ek dl
a
a

a
b I ( R1 R2 r1 r2 ) Ek dl Ek dl a c I ( R1 R2 r1 r2 ) 1 2 U ab IR
c
---- 含源电路的欧姆定律 当电路闭合时，即 U ab 0
IR
对单一回路
I R
----全电路欧 姆定律
说明： 1.电阻：电流方向与路径相同时取 正,相反则取负 2.电源：电动势方向与路径方向相同 时取正值，否则取负值
1 2 I a R r c r R2 1 1 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
b
U12 IR 1 0.5 (20) 19.5 V