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1、第十章电流第一页，本课件共有33页2、电流强度：、电流强度：单位：安培（单位：安培（A）电流的方向：规定为正电荷移动的方向。电流的方向：规定为正电荷移动的方向。故电流总是由高电势流故电流总是由高电势流向低电势处向低电势处第二页，本课件共有33页3、产生、产生 电流的条件电流的条件(1)闭合回路闭合回路(2)电源电源4、电源：将其它形式的能转换为、电源：将其它形式的能转换为电能的装置。电能的装置。电源有两极：正极（电势高）负极电源有两极：正极（电势高）负极（电势低）（电势低）第三页，本课件共有33页电源符号电源符号5、电动势（、电动势（）：将单位正电）：将单位正电荷从电源的负极经过电源的内荷从电
2、源的负极经过电源的内部移到电源的正极非静电力所部移到电源的正极非静电力所做的功。做的功。电动势的方向：从电源的负极经过电电动势的方向：从电源的负极经过电源的内部到电源源的内部到电源 的正极的方向。的正极的方向。方向方向第四页，本课件共有33页二、电流密度二、电流密度为了定量地描述导体中为了定量地描述导体中各点的电流分布情况各点的电流分布情况引电流密度引电流密度1、电流：电荷的定向移动。a b?ii1、电流密度、电流密度J垂直通过单位面积的电流强度垂直通过单位面积的电流强度J的方向与的方向与E的方向一致的方向一致单位时间垂直通过单位面积的单位时间垂直通过单位面积的电荷电荷单位单位A/m2第五页，
3、本课件共有33页2、若导体中存的载流子为正电荷、若导体中存的载流子为正电荷n为导体中的单位体积内的载流子数目为导体中的单位体积内的载流子数目z为其载流子的价数为其载流子的价数v为载流子在为载流子在E作用下的漂移速度作用下的漂移速度第六页，本课件共有33页三、欧姆定律的微分形式三、欧姆定律的微分形式1、在容积导体中、在容积导体中(1)在均匀导体中有在均匀导体中有从等式从等式(2)的两端表示形式可知：的两端表示形式可知：右端是右端是J的面积分的面积分(I)左端是场强左端是场强E的线积分的线积分故称其欧姆定律的积分形式故称其欧姆定律的积分形式(1)(2)是是对对一一段段导导体体导导电电规规律律的的描
4、描述述第七页，本课件共有33页(2)在非均匀导体中在非均匀导体中任取一体积元：任取一体积元：dl、ds 可得可得（电导率）（电导率）第八页，本课件共有33页2、欧姆定律的微分形式、欧姆定律的微分形式其物理意义：其物理意义：（2）J与与E之间点对点的关系之间点对点的关系（3）在任何导体及可变电场中均成立）在任何导体及可变电场中均成立（1）J与与E成正比成正比，两者方向一致，两者方向一致第九页，本课件共有33页一、一段含源电路的欧姆定律一、一段含源电路的欧姆定律对于电势的改变，对于电势的改变，以电势降为准：以电势降为准：在电路中，沿着选在电路中，沿着选定的考察的方向定的考察的方向(如如A至至B)，
5、经过，经过某一元件，发生电某一元件，发生电势降落，其值为正；势降落，其值为正；发生电势升高，其发生电势升高，其值为负。值为负。第二节基尔霍夫定律第二节基尔霍夫定律第十页，本课件共有33页符号法则符号法则（1）当当I的方向的方向与考察的方向一致时，与考察的方向一致时，I取正；当取正；当I的方向与考察的方向与考察的方向相反时，的方向相反时，I取负。取负。（2）当）当的方向与考察的方向与考察的方向一致时，的方向一致时，取正；取正；当当的方向与考察的方的方向与考察的方向相反时，向相反时，取负。取负。第十一页，本课件共有33页二、基尔霍夫定律二、基尔霍夫定律1、基本概念、基本概念（1）节点：三条或三）节
6、点：三条或三条以上支路的交点。条以上支路的交点。如如C、D（2）回路：电流的闭）回路：电流的闭合通路。合通路。如如ACDBA、CEFDC、ACEFDBA等等对于多个电源和多个元件对于多个电源和多个元件(电阻电阻)联接起来的复杂电路联接起来的复杂电路第十二页，本课件共有33页（1）基尔霍夫第一定律（节点电流定律）：）基尔霍夫第一定律（节点电流定律）：对于任一节点，电流的代数和为零。对于任一节点，电流的代数和为零。规定：规定：流入节点的电流为正，流出节点的电流入节点的电流为正，流出节点的电流为负。流为负。（电荷守恒）（电荷守恒）对节点对节点C对节点对节点D2、基尔霍夫第一定律（节点电流定律）：、基
7、尔霍夫第一定律（节点电流定律）：第十三页，本课件共有33页（2）基尔霍夫第二定律）基尔霍夫第二定律(回路电压定律回路电压定律)沿任何回路绕行一周，回路中各电源电动势的代数沿任何回路绕行一周，回路中各电源电动势的代数和等于回路中各电阻上的电势降的代数和。和等于回路中各电阻上的电势降的代数和。（能量守恒）（能量守恒）当当I、的方向与回路的绕行方向一致时，的方向与回路的绕行方向一致时，I、取正；当取正；当I、的方向与回路的绕行方向相反时，的方向与回路的绕行方向相反时，I、取负。取负。规定：规定：第十四页，本课件共有33页对回路对回路ACEFDBA对回路对回路CEFDC对回路对回路A C D B A第
8、十五页，本课件共有33页1、基尔霍夫定律解题步骤、基尔霍夫定律解题步骤（1）假定电流方向（用箭头在图上标示）假定电流方向（用箭头在图上标示）（2）根据假定的电流方向，列节点方程。）根据假定的电流方向，列节点方程。（有（有n个节点，列个节点，列n1个节点方程）个节点方程）（3）假定回路绕行方向（用字母表示）假定回路绕行方向（用字母表示）（4）根据假定的回路绕行方向，列回路方程。）根据假定的回路绕行方向，列回路方程。（有（有m个未知数，列个未知数，列m-（n-1）个回路方程，回路方程）个回路方程，回路方程要求各自独立，即将所有的已知条件都用上）要求各自独立，即将所有的已知条件都用上）（5）联立解方
9、程组。）联立解方程组。（解出的（解出的I符号为正，表示假定的电流方向与实际符号为正，表示假定的电流方向与实际电流方向相同；解出的电流方向相同；解出的I符号为负，表示假定的电符号为负，表示假定的电流方向与实际电流方向相反。）流方向与实际电流方向相反。）三、基尔霍夫定律应用三、基尔霍夫定律应用第十六页，本课件共有33页2、例题、例题例例1：右图电路中，：右图电路中，1=1V，2=2V，3=3V，R1=3，R2=2，R3=1，求，求各支路电流。各支路电流。解：假定各电流方向如图所示。解：假定各电流方向如图所示。对节点对节点C对回路对回路ACDBA对回路对回路CEFDC第十七页，本课件共有33页即即I
10、1、I2，I3的方向与图的方向与图中假定方向相反中假定方向相反第十八页，本课件共有33页例例2：求右图惠：求右图惠斯通电桥中，斯通电桥中，Ig与桥臂电阻、电与桥臂电阻、电源电动势及电流源电动势及电流计内阻的关系。计内阻的关系。解：假定各电流方向如图所示。解：假定各电流方向如图所示。A点：点：B点：点：D点：点：ABDA：BCDB：ABCA：第十九页，本课件共有33页联立解方程组得联立解方程组得第二十页，本课件共有33页第三节第三节 电容器的充、放电电容器的充、放电一、电容器：一、电容器：uaub1、储存电能、储存电能(电电量量)的装置的装置2、对于平行板电容器、对于平行板电容器即即C与与、d、
11、s有关。变化有关。变化、d、s均会引起均会引起c变化变化第二十一页，本课件共有33页二、二、RC电路的充电过程电路的充电过程1、电路：、电路：C.R.K.2 充电过程：充电过程：(RC电路电路)K第二十二页，本课件共有33页根据基尔霍夫第二定律：根据基尔霍夫第二定律：第二十三页，本课件共有33页电压按负指数规律上升电压按负指数规律上升第二十四页，本课件共有33页电压按负指数规律上升电压按负指数规律上升电流按负指数规律下降电流按负指数规律下降RC为时间常数为时间常数第二十五页，本课件共有33页电压按负指数规电压按负指数规律下降律下降RC为时间常数为时间常数二、二、RC电路的放电过程电路的放电过程
12、1、电路、电路2.放电过程放电过程电流按负指数电流按负指数规律下降规律下降第二十六页，本课件共有33页第四节 生物膜电位一。能斯特方程一。能斯特方程1、半透膜、半透膜半透膜：半透膜：K可正常通过，可正常通过，Cl不能通过不能通过（离子扩散前）（动态平衡）第二十七页，本课件共有33页2、能斯特方程、能斯特方程玻耳兹曼能量分布律玻耳兹曼能量分布律平衡时半透膜左右某离子浓度平衡时半透膜左右某离子浓度分别为分别为n1和和n2,电位为电位为U1和和U2,离子价数为离子价数为Z，电子电量为，电子电量为e第二十八页，本课件共有33页（能斯特方程）（能斯特方程）U2U1能斯特电位，生理学上称跨膜电位能斯特电位
13、，生理学上称跨膜电位第二十九页，本课件共有33页二、静息电位二、静息电位生理学中常规定细胞膜外的电势生理学中常规定细胞膜外的电势U0=0，用，用能斯特方程求出的平衡电势能斯特方程求出的平衡电势为以为为以为U0参考参考电位的膜内电势电位的膜内电势Ui。用。用Co和和Ci分别表示膜外分别表示膜外和膜内离子浓度。和膜内离子浓度。钠泵，钾泵钠泵，钾泵（主动过程，消耗能量）（主动过程，消耗能量）第三十页，本课件共有33页三。神经纤维的电缆方程三。神经纤维的电缆方程第三十一页，本课件共有33页电容充电完成电容充电完成四。动作电位四。动作电位V(mV)t(ms)0.51.01.5-100-500+50除极复极动作电位静息电位(神经和肌肉细胞受刺激时)第三十二页，本课件共有33页五。电泳五。电泳悬浮或溶解在电解质溶液中的带电微粒在外加电场悬浮或溶解在电解质溶液中的带电微粒在外加电场作用下迁移的现象叫电泳作用下迁移的现象叫电泳飘移速度飘移速度纸上电泳装置纸上电泳装置迁移率迁移率与离子与离子团的分子量团的分子量,体体积和电量有关积和电量有关不同的离子会在滤纸不同的离子会在滤纸上的不同区域分布上的不同区域分布(样品的研究和检验样品的研究和检验)（P158图10-16）作业：作业：P159：3,5,6第三十三页，本课件共有33页