2.0电流和电源解析

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,*,*,*,其次章 电路,电源 电流,思考探究：,如以以下图，A、B为两个带等量异种电荷的金属球，假设用导线将两个球连接起来，会发生什么现象？电流是否会持续？,A,+,+,+,+,+,+,+,+,_,B,_,_,_,_,_,_,_,导线与AB连接后，导线中的电场方向由A-B，导线中的自由电子所受电场力的方向与场强方向相反，自由电子在电场力作用下将由B向A移动，从而形成电流，但是，随着自由电子由B向A移动，A吸取自由电子，电势降低，B失去电子电势上升，且内部场强越来越小，最终，AB的电势到达相等，A、导线、B将成为一个等势体，内部场强处处为0，电子因不再受电场力作用而停顿定向移动，电流消逝。故这种状况下，导线中只有瞬时电流流过！,-,A,+,+,+,+,+,+,+,+,_,B,_,_,_,_,_,_,_,-,B,A,等势体,思考探究：,如何能让导线中保持持续电流？,A,B,水管,水,池,A,水,池,B,抽水机,水流,类比探究：水池A、B的水面有确定的高度差，假设在A、B之间用一根细管连接起来，则水会从水池A运动到水池B，但A、B之间的高度差会很快消逝，在这种状况下，水管只有一个瞬间水流。,怎样才能使水管中有源源不断的水流？,思考探究：依据以上例子，你有什么启发？,装置P能够把自由电子从A搬运到B，它就是我们通常所讲的电源。可见，电源在闭合电路中的作用就是：不断地把从电源负极经过外电路流到电源正极的自由电子准时通过电源内部搬运回电源负极，从而使导线两端或使电源两极间维持稳定不变的电压，使电路中有持续的，稳定不变的电流流过。,这个装置就是电源。,A,、,B,就是电源的两个极。,-,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,-,-,一,.,电源,1.,定义：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,.,在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点,?,思考探究:,E,0,假设在电源正、负极之间连一根导线,A,B,M,N,E,0,M,N,E,E,E,0,E,导线内很快形成沿导线方向,稳,定电场,M,N,E,0,F,n,F,t,F,导线内的电场，是由电源、导线 等电路元件所积存的电荷共同形成的。尽管这些电荷在向前运动，但它们的原来位置又被后续的电荷所占据，任何时间内从任意一闭曲面流出去的电荷等于流进来的电荷，到达动态平衡，即空间各点的电荷分布是稳定的，电场的分布也不随时间的变化而变化，且导线内的电场线和导线平行这种由稳定分布的电荷产生的稳定不变的电场称为恒定电场.,二、恒定电场,1.定义：由稳定电荷分布所产生的电场,。,2.性质：,1.由运动电荷所激发。,2.激发恒定电场的电荷分布不随时间转变。,3.恒定电场与静电场具有一样的性质，即在静电场中所讲的电势、电势差及 其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用。,思考探究：,恒定电场中，电荷是否运动？电流又有何特点？,三、恒定电流,1.定义：,大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.,2.特点：电流大小、方向不随时间转变。,说明：这一章我们争论的就是恒定电流。,思考探究：如何描述电流的强弱？,四,、电流强度,1.定义：通过导体某一横截面积的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值叫电流强度简称电流。,2。公式：I=q/t q表示电荷量大小,3单位：安培，符号是A 常用单位有毫安mA、微安 A1A103mA106A,4.,方向:正电荷定向移动的方向,。,5.物理意义：表示电流的强弱程度。,1适用于任何电荷的定向移动形成的电流。,2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；,3在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向一样，与负离子走向移动方向相反导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量确定值之和。,说明：,4电流是标量它的运算不遵循平行四边形定则,五,电流的,微观表达式,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间的全部自由电荷将通过截面C,：n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率.,在时间t内通过导体某截面的电量为:,Q=(VtS)nq,所形成的电流为:,I=Q/t=nqSV,1.关于电流的方向，以下表达中正确的选项是,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不管何种导体，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一样，有时与负电荷定向移动的方向一样,C,跟踪训练：,2.有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,铜的密度=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1,电子的电量e=-1.610-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子奉献一个自由电子.,vt,v,s,v,跟踪训练：,跟踪训练：,3、一电子沿一圆周顺时针方向高速运动，周期为10-10s，则等效电流大小为 A，电流方向是 填“顺时针”或“逆时针”,1.610,-9,逆时针,跟踪训练：,4关于电源的作用,以下说法正确的选项是 (),A.电源的作用是能为电路供给自由电子,B.电源的作用是使导体中形成电场,C.电源的作用是能够保持导体两端的电压,D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来,BCD,