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1、第一节 电流第1页，本讲稿共23页+_+_F1.电流的形成电流是由自由电荷的定向移动形成的第2页，本讲稿共23页 形成电流的形成电流的条件条件：（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，电解液自由电子，电解液正、负离子正、负离子（2）导体两端有持续的电压）导体两端有持续的电压 当当导导体体两两端端存存在在电电压压时时，导导体体内内建建立立了了电电场场，导导体体中中的的自自由由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流 电电源源的的作作用用是是提提供供持持续续的的电电压压，使使导导体体中中有有持持续续的电流的电流第3页，本讲稿共23页2.
2、电流的速度自由电子热运动的平均速率 105 m/s 电流的速度 3.0 108 m/s自由电子定向运动的速度 10-5 m/s同时运动起来第4页，本讲稿共23页 3电流的方向：电流的方向：2.在在电电源源外外部部的的电电路路中中，电电流流的的方方向向是是从从电源的正极流向负极。电源的正极流向负极。1.1.规定为规定为正电荷定向正电荷定向移动的方向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反与负电荷定向移动的方向相反 第5页，本讲稿共23页 4电流的大小电流的大小（1）定义：通过导体横截面的电荷量定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间跟通过这些电荷量所用时间t的比值称为电流：的比值称为
3、电流：I=q/t（2）单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单位单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单位是是基本单位基本单位，在国际单位制中，电流的单位是在国际单位制中，电流的单位是安培安培，符号是，符号是A 常用单常用单位还有位还有毫安毫安（mA）、）、微安微安（A）1A103mA106 A（3）直流：直流：方向不随时间变化的电流方向不随时间变化的电流恒定电流：恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流方向和强弱都不随时间变化的电流 第6页，本讲稿共23页练习练习:（1）在金属导体中，若）在金属导体中，若10s内通过横截面的电内通过横截面的电量为量为10C，则导体中的电流为，
4、则导体中的电流为_A；分析解答：（分析解答：（1）根据电流的定义式得到）根据电流的定义式得到10s内内通过横截面积的电流为通过横截面积的电流为1A（2）某电解槽横截面积为）某电解槽横截面积为0.5m2，若，若10s内沿内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为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，则电解液中的电流为_A分析解答：（分析解答：（2）正负粒子的电量均为）正负粒子的电量均为10库，库，则则10s内通过横截面积的总电量为内通过横截面积的总电量为20库库，电，电流为流为2A第7页，本讲稿共23页 5决定电流大小的微观量决定电流大小的微观量AD粗细均匀的一段导体
5、长为粗细均匀的一段导体长为L,L,两端加一定的电压，设导体的横截面两端加一定的电压，设导体的横截面积为积为S导体每导体每单位体积内的自由电荷数为单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量，每个电荷的电荷量为为q，电荷的定向移动速率为，电荷的定向移动速率为v，LSvADAD导体内的自由电荷总数：N=nSL总电荷量:Q=qN=nLSq所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t=L/v第8页，本讲稿共23页n 为单位体积的电荷为单位体积的电荷数数S 为导体横截面积为导体横截面积v为电荷定向移动速为电荷定向移动速率率6.电阻伏安法（定义式）第9页，本讲稿共23页实验验证实验验证实验方法：实验方法：控
6、制变量法控制变量法 实验方案：实验方案：同种材料，同种材料，S S一定，改变一定，改变L L，测，测R R 同种材料，同种材料，L L一定，改变一定，改变S S，测，测R R 不同材料，不同材料，L L一定，一定，S S一定，测一定，测R R 第10页，本讲稿共23页电阻定律电阻定律1.内容：内容：同种材料的导体同种材料的导体,其电阻其电阻R R与它的长度与它的长度L L成正比成正比,与它的横截面积与它的横截面积S S成反比成反比;导体导体电阻与构成它的材料有关电阻与构成它的材料有关.2.2.表达式表达式:是电阻率电阻率。第11页，本讲稿共23页4 4、金属的电阻率随温度的升高而增大，、金属的
7、电阻率随温度的升高而增大，但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小升高而减小7 7电阻率电阻率3、决定因素：电阻率与导线材料和温度有关、决定因素：电阻率与导线材料和温度有关1 1、反映材料、反映材料导电导电性能的物理量性能的物理量2 2、单位：欧姆、单位：欧姆米米 mm 读课本读课本P55表表第12页，本讲稿共23页a ah hR R1 1电流方向电流方向a ah hR R2 2电阻大小还与接法有关电阻大小还与接法有关第13页，本讲稿共23页a ab bh hR R2 2R R1 1电流方向电流方向材料相同材料相同厚度相同厚度相同上表面是正方形上表面是正方
8、形两两个个导导体体 这两个导体的电阻这两个导体的电阻有什么样的关系？有什么样的关系？h hR R1 1=R=R2 2 第14页，本讲稿共23页 2 2 锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，小，利用它们的这种性质，常用来制作利用它们的这种性质，常用来制作标准标准电阻。电阻。8.身边的电阻身边的电阻1.1.电位器是通过改变接入导线的电位器是通过改变接入导线的长度长度来改变来改变阻值的大小阻值的大小3.3.有些金属（如铜）温度系数相对大一些，可有些金属（如铜）温度系数相对大一些，可用来制成用来制成电阻温度计电阻温度计第15页，本讲稿共23页W=qUq=It
9、W=UIt一、电能一、电能 1.电功（W)：电场力对自由电荷作的功这是计算电功普遍适用的公式单位：焦耳单位：焦耳(J)(J)千瓦时(kWh)1kWh=3.610kWh)1kWh=3.6106 6J J物理意义：电能和其他形式能得转化过程物理意义：电能和其他形式能得转化过程第16页，本讲稿共23页2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率PW/tUI单位：瓦（W）千瓦kW物理意义：表示电流做功快慢物理意义：表示电流做功快慢第17页，本讲稿共23页10、焦耳定律、焦耳定律关系式：Q=I2Rt 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比第18页，本讲稿共23页即电功
10、是否等于电热？电能全部转化为热能，电功等于电热W=W其它+I2Rt WQ在非纯电阻电路中，UIR电能一大部分转化为其他形式的能另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt在纯电阻电路中U=IR第19页，本讲稿共23页 如图，一台直流电动机所加电压为如图，一台直流电动机所加电压为110V,通过的通过的电流为电流为5A.该电动机在该电动机在10s内把一个质量为内把一个质量为50kg的的物体匀速提高了物体匀速提高了9m,(不计摩擦不计摩擦)求求:(1)电动机的电功率电动机的电功率(2)电动机线圈的电阻电动机线圈的电阻A110V答案（1）550W（2）4输入功率：总功率P总=UI输出功率：做有用功的功率
11、热功率：P热=I2RP总=P出+P热第20页，本讲稿共23页关于电流的方向关于电流的方向【例例1】关于电流的方向，下列叙述中正确的是关于电流的方向，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电
12、荷定向移动的方向相同例例1、解析：正确选项为、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。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，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则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。第21页，本讲稿共23页关于电流的计算关于电流的计算【例2】某电解质溶液，如果在1 s内共有5.01018个二价正离子和1.01019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？例2、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=1.610-19A=3.2 A第22页，本讲稿共23页例3、解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电量q=e，由圆周运动的知识有：T=根据电流的定义式得：I=【例例3】氢原子的核外只有一个电子，设电子氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？，求电子绕核运动的等效电流多大？第23页，本讲稿共23页