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1、 雷鸣电闪时雷鸣电闪时, ,强大强大(qingd)(qingd)的电流使天空发出耀眼的闪光的电流使天空发出耀眼的闪光, ,但但它只能存在于一瞬间它只能存在于一瞬间, ,而手电筒中而手电筒中的小灯泡却能持续发光的小灯泡却能持续发光, ,这是为什这是为什么么? ?第1页/共21页第一页，共22页。一、电 源导体中的自由电荷(z yu din h)在电场力的作用下发生定向移动形成电流. (瞬时电流) 1、电流(dinli)的形成第2页/共21页第二页，共22页。2 2、持续电流的形成倘若在A,BA,B之间连接一个装置P,P,作用是不断地把电子(dinz)(dinz)从A A搬运到B B，使ABAB之
2、间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。装置(zhungzh)P电源第3页/共21页第三页，共22页。-BA-A+_B_等势体等势体导体中产生电流导体中产生电流(dinli)(dinli)的条件的条件: :导体导体两端存在电势差两端存在电势差AB水池导体中自由电子的定向移导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势动使两个带电体成为等势体体, ,达到静电平衡，导线达到静电平衡，导线R R中会产生中会产生(chnshng)(chnshng)一个一个瞬时电流瞬时电流抽水机第4页/共21页第四页，共22页。-+A A+_B B_P P-电源(dinyu(dinyun)n)1.1.能把自由电子从正极搬
3、到负极能把自由电子从正极搬到负极(fj)(fj)的装置的装置. .2.2.作用作用: :保持导体两端的电势差保持导体两端的电势差( (电压电压),),使电使电路路(dinl)(dinl)有持续的电流有持续的电流. .第5页/共21页第五页，共22页。-+A+_B_P假设假设(jish)(jish)在电源正、在电源正、负极之间连一根导线负极之间连一根导线MNE0FFnFt二.导线(doxin)中的电场第6页/共21页第六页，共22页。-+A+_B_P假设在电源正、负极假设在电源正、负极之间连一根之间连一根(y n)(y n)导线导线MNE0FFnFtMNE0E0E MNE导线内很导线内很快形成沿
4、快形成沿导线方向导线方向(fngxing)的电场的电场导体内的电场线保持导体内的电场线保持(boch)和导和导线平行线平行第7页/共21页第七页，共22页。 小结:形成电流(dinli)的条件 （1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 金属导体金属导体自由电子自由电子 电解液电解液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立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，形成用下发生定向移动，形成(xngchng)(xngchng)电电流流 电源的作用是保持导体两端的电压
5、，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使导体中有持续的电流第8页/共21页第八页，共22页。 我们我们(w men)(w men)在上一章中曾经在上一章中曾经得出结论得出结论: :在静电平衡时在静电平衡时, ,导体内部导体内部的场强为零的场强为零, ,导体上任意两点之间导体上任意两点之间的电势差为零的电势差为零( (等势体等势体).).这与我们这与我们(w men)(w men)现在的说法有矛盾吗现在的说法有矛盾吗? ?为为什么什么? ?思考题第9页/共21页第九页，共22页。 导线内的电场导线内的电场(din (din chng)chng)，是由电源、导线等电，是由电源、导线
6、等电路元件所积累的电荷共同形成路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，充，所以电荷的分布是稳定的，电场电场(din chng)(din chng)的分布也稳的分布也稳定。定。-恒定电场恒定电场(din (din chng)chng)第10页/共21页第十页，共22页。 恒定恒定(hngdng)(hngdng)电场电场 由稳定分布由稳定分布(fnb)(fnb)的电荷的电荷产生稳定的电场称为恒定电场产生稳定的电场称为恒定电场. .第11页/共21页第十一页，共22页。恒定恒定(hn
7、gdng)电场电场电场电场(din chng)强度不强度不变变自由电子在各个位置的定向运动自由电子在各个位置的定向运动(yndng)速速率也不变率也不变串一个电流表串一个电流表, ,读数不会变读数不会变( (恒恒定电流定电流) )第12页/共21页第十二页，共22页。、恒定电流电流：1、 定义： 大小、方向都不随时间变化的电流 用单位时间内通过导体横截面的电量表示(biosh)电流强弱 2、 公式(gngsh)：Itq 4 、 方向：正电荷定向移动(ydng)的方向 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动(ydng)的方向相反。 可得tqI 3、 单位：安培 A 其他单位 mA A第13页/共
8、21页第十三页，共22页。（1）电流为标量，电流虽有方向但是标量（2）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(xngchng)的电流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 例1. 某电解池，如果(rgu)在1s中内共有5.01018个二价正离子和5.01018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？答案(d n)：1.6A第14页/共21页第十四页，共22页。例2.2.有一条横截面积S=1 mm2S=1 mm2的铜导线，通过的电流I=1 AI=1 A。已知铜的密度=8.9=8.9103 kg/m3103 kg/m3，铜的
9、摩尔质量M=6.4M=6.410-2 kg/mol10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数(chngsh)NA=6.62 (chngsh)NA=6.62 1023 mol-1 1023 mol-1，电子的电量e=-1.6 e=-1.6 10-19 C 10-19 C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。解：设自由电子定向(dn xin)移动的速率是v通过(tnggu)横截面的电荷量是eNMneqAvtS由tqI 得MeIAvSN从中解出SNAIMve代入数值后得 v =7.5 10-5 m/s第15页/共21页第十五页，共22页。四、电流(dinli)的微观表达式 推导(tudo)：一段粗细均匀的
10、导体长为l,两端加一定的电压(diny)，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。-AB总电量电荷总数nqSvnlSql/v vNqtQIl/v v第16页/共21页第十六页，共22页。vtvsv例3.有一条横截面积S=1mm2 的铜导线，通过的电流I=1A .已知铜的密度=8.9103 kg/m3 ，铜的摩尔质量M=6.0210-2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.6210 23mol-1，电子的电量e=-1.6 10 -19 C 。求:铜导线中自由电子(z yu din z)定向移动的速率AIMvSN e57.5 10/
11、m s答案(d n)：第17页/共21页第十七页，共22页。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(w men)的生活经验是否相符？怎样解释？ 电子定向电子定向(dn xin)(dn xin)移动的速率约移动的速率约10 -5 m/s10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10 5 m/s10 5 m/s， 电场的传播速率电场的传播速率3 310 8 m/s.10 8 m/s.第18页/共21页第十八页，共22页。 三种速度(sd)的区别（1）电流传导速率等于光速，电路(dinl)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
12、言）（2）电子(dinz)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(dinz)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）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。温度有关，通常情况为每秒几百米。第19页/共21页第十九页，共22页。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(boch)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
13、）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式小 结nqsvI n n 为单位体积内自由电荷为单位体积内自由电荷(dinh)(dinh)数目，数目，S S 为导体横为导体横截面积，截面积，v v为电荷为电荷(dinh)(dinh)定向移动速率定向移动速率,q,q为每个自为每个自由电荷由电荷(dinh)(dinh)的电量的电量第20页/共21页第二十页，共22页。感谢您的观看(gunkn)！第21页/共21页第二十一页，共22页。NoImage内容(nirng)总结雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在(cnzi)于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么。第1页/共21页。第2页/共21页。导体中产生电流的条件:导体两端存在(cnzi)电势差。1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.。导线内很快形成沿导线方向的电场。金属导体自由电子。电解液正、负离子。第10页/共21页。的摩尔质量M=6.0210-2 kg/mol，阿伏加德罗。第20页/共21页。感谢您的观看第二十二页，共22页。