高中物理恒定电流课件

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解析：设在t=1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n1， 一价离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t 时间内通过该
横截面的
电荷量为q=（2n1+n2）e 电流强度为I=2×1.6A=3.2 A
产生电流的关键是两种不 同金属的连接，青蛙肌肉只是 起了检验的作用。
从静电到动电
现代已证明，伽伐尼的假设是错误 的。但是他的发现却使电学的研究 开始从静电转向动电。所以人们没 有忘记伽伐尼的贡献，直到今天英 文还把电疗叫galvanism（伽伐尼 电）。
伏打注意到伽伐尼的 实验中使用了不同的金属 ，而实验中的青蛙腿可以 看作一种潮湿的物质，所 以就使用能够导电的盐水 液体代替动物组织试验之 ，终於因此发现了电池的 原理，做出了著名的伏打 电堆与伏打电池。
☆关于电流的方向
【例1】关于电流的方向，下列叙述中正确的是_______ A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向 B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不
能确定 C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方
向 D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与
负电荷定向移动的方向相同
意大利化学和物理学家伏打 （1745-1827）
一、电流的形成
回忆 ：电荷的定向移动形成电流．
电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
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．
电流的移动
电流的方向：
规定正电荷定向移
动的方向为电流的方向．
（1）在金属导体中，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， 与负离子走向移动方向相反．
（2）电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则．
4．电流的强弱——电流 I
（1）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量
解析：正确选项为C，电流是有方向的，电流的方向是 人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的 方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。
☆关于电流的计算
【例2】某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018个二 价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么 通过电解质溶液的电流强度是多大？
分析解答：（2）正负粒子的电量均为10库， 则10s内通过横截面积的总电量为20库，电 流为2A．
5．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上，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，则电荷形成的电流时多少呢？
导体被的自由点和全部定向通过该导体的时间 t L
由 I Q 可得
I q nSvt nqvS
v
t
t
小结：
1.形成电流的条件：
zxxkw （1）自由电荷
（2）导体两端存在电压
2.电流的方向：
规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．
I q 3n.S决v定t 电 流nq大v小S 的微nS观为为量导电体荷: 横体截密面度积
t
v为电荷定向移动速率
q为每个电荷的电荷量
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所用的时间t的比值称为电流：I = q / t
（2）单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的 单位是基本单位， 在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A． 常 用单位还有毫安（mA）、微安（ A）． 1A＝103mA＝106A
（3）直流：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．
你知道么？ a、手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。 b、电子手表工作时，液晶显示屏的电流为 0.2μA左右。
c、彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源 的
工作电流为0.4A左右；屏幕为29 吋,电源的 工作电流为1A左右。
d、50Hz的交流电，人能感触到的触电电流 为
1mA，能够自行摆脱电源的触电电流为 10mA，触电电流达到50mA以上，将引起心 室颤动。因此，国际电工委员会规定的安全电 流（摆脱电流）为10mA。
练习:
（1）在金属导体中，若10s内通过横截面的电 量为10C，则导体中的电流为________A；
分析解答：（1）根据电流的定义式得到10s内 通过横截面积的电流为1A．
（2）某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿 相反方向通过横截面的正负离子的电量均为 10C，则电解液中的电流为_______A．
（3）电源的作用：保持导体两端的电 压，使导体中有持续的电流。
2.电流的速度
在金属导电的微观解释中，有三个 zxxkw
速率不可混：
1. 自由电子热运动的平均速度； 2. 自由电子定向运动的速度； 3. 电流的速度；
当导体接在电源两端时，在导体内部就建立 了电场，电场中各处的自由电子在做无规则 热运动的同时，还在电场力的作用下做定向 移动，形成电流。所以电流传播的速度其实 是电场传播的速度，这等于电磁波的传播速
度，即3.0 ×108 m/s。
金属在导电的时候，自由电子不过是在速率 巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小 的定向移动罢了。
电流的速度：不是电子的定向移 动速度，而是电场的传播速度， 等于电磁波速度3.0 ×108 m/s
▪ 自由电子热运动的平均速率 105 m/s
▪ 自由电子定向运动的速度 10-5 m/s ▪ 电流的速度 3.0 ×108 m/s
3.电流方向
照常理来说，电流的方向就是电子运动方向， 可200多年前人们对电流还缺乏本质的认识， 认为电流是正电荷的流动产生，所以把正电 荷运动方向规定为电流方向。现在我们都知 道，这是错误的，但是由于习惯，所以知道 现在我们还是继续这么规定。
电路中，正电荷的移动的方向与电子 的运动方向相反。并不妨碍对于电流 的研究。
第三章 恒定电流
第一节 电 流 zxxkw
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意大利解剖学和医学教授伽伐尼 （1737～1789）
电流的发现者伽伐尼的观点
这是一种“动物电”现象, 金 属只是起了导电的作用。
18世纪末，意大利医学教授伽伐尼发现，用相连的两种金属 分别接触青蛙肌肉的两个位置，会引起肌肉的收缩。对这个现象
伏打的观点