《电源和电流》课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,闪 电,正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生正负电荷中和，瞬时产生几十万安培的电流。电流生热使空气发光，叫闪电,第二章 恒定电流,2.1,电源和电流,电闪雷鸣时,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、电流的形成,1、什么是电流：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？,-,B,A,-,A,+,+,+,+,+,+,+,+,_,B,_,_,_,_,_,_,_,水流,A,B,连通器,水势,A,水势,B,导体中产生电流的条件,:,导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线,R,中会产生一个,瞬时,电流,-,B,A,-,A,+,+,+,+,+,+,+,+,_,B,_,_,_,_,_,_,_,抽水机,水流,A,B,连通器,水势,A,水势,B,导体中产生持续电流的条件,:,条件,2,、,导体两端存在,电势差,当导体两端存在电势差时，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2：,导体两端存在电势差。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,条件1：,存在自由电荷。,-,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,-,-,电源,电源,:,把其他形式的能转换成电能。,利用非静电力!,+,-,正极,负极,P,F,1,、电源：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,),使导体中有,持续,的电流,.,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假设在电源正、负极之间连一根导线,M,N,E,0,M,N,E,0,E,E,0,E,M,N,E,导线内很快形成沿导线方向的电场,二,.,导线中的电场,F,F,n,F,t,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,恒定电场,由,稳定分布,的电荷产生的,稳定,的电场称为恒定电场,。,-,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,-,-,二,.,导线中的电场,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。,4,、单位：,安培,（简称安）,，,符号：A,3,、公式：,表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。,电流,平均电流,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：,（4）电流强度虽然有大小和方向，但不是矢量，而是一个,标量,。,四、电流的微观意义,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？,（这段导体中的自由电荷个数）,（总电荷量）,（这段导体中的自由电荷个数通过横截面积S所需要的时间）,（电流）,四、电流的微观意义,例题,有一个横截面积S=1mm,2,的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度为=8.910,3,kg/m,3,铜的摩尔质量为6.410,2,kg/mol,阿佛加德罗常数为N,A,= 6.0210,23,mol,-1,，电子的电量为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？,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vtS。这段导体中的原子个数为：,（也为导线中的自由电子个数）,定向移动速率非常小!,四、电流的微观意义,3、三种微观速度的区别,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,10,5,m/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,10,5,m/s,。,五、典型例题讨论,1、如图示，电解液接入电路后，在t秒内有,n,1,个一价正离子,通过溶液内截面S，有,n,2,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n,1,=n,2,时，电流大小为零,+,B、当n,1,n,2,时，电流方向由A指向B，电流：,C、当n,1,n,2,时，电流方向由A指向B，电流：,D、电流方向由A指向B，电流：,D,五、典型例题讨论,2,、在稀,CuSO,4,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,510,18,个,Cu,离子通过某截面，则碳棒中的电流强度为多大？,五、典型例题讨论,3,、（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，则在刚射出加速度时，一小段长为l的电子束的电子个数是（ ）,六、易误问题启示,1、误认为电流的方向就是自由电荷的运动方向。,2,、电流I=q/t不要理解为I与q成正比，与t成反比。,3,、电解液导电电流的计算误用公式：,4,、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。,只要,我们努力,无数的,希望,就会点缀,其中,希望,