电源和电流教学课件.ppt

2.1电源和电流,第二章：恒定电流,思考题：雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么?,回顾：电流的形成,1、电流：电荷的定向移动形成电流,电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流,金属导体自由电子电解液正、负离子,_,水流,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,一、电源,_,水流,导体中产生电流的条件:,导体两端存在电势差,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,归纳：电流的形成条件,（1）存在自由电荷,金属导体自由电子电解液正、负离子,（2）导体两端存在电压,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用下发生定向移动，形成电流,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.,拓展:电源P把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化?从能量的角度看发挥了怎样的作用？,水流,问题1.导线中电子为什么能从电源的负极沿导线定向移到正极?,思考,问题2.在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点?,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假设在电源正、负极之间连一根导线,导线中的电场,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,M,N,E0,F,Fn,Ft,导线内很快形成沿导线方向的电场,导体内的电场线保持和导线平行,假设在电源正、负极之间连一根导线,导线中的电场,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，电场的分布也不会随时间变化.这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,成为恒定电场.,由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场.,二、恒定电场,恒定电场,电场强度不变,串一个电流表,读数不会变,自由电子定向运动的平均速率不变,由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化.如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定.,大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流,三、恒定电流,1、定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流2、定义式:I=q/t3、单位:安培(A)1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（A）4、方向:正电荷定向移动的方向注意：电流是标量它的运算不遵循平行四边形定则,（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相同，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、负离子电量绝对值之和。,注意,练习1、下列关于电流的说法中正确的是（）A导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的电势差B电流的方向就是电荷的定向运动方向C电流的方向不变的电流叫恒定电流D电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流,导体中有自由电荷,电流的方向是正电荷的定向运动方向,D,练习2、在稀CuSO4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51018个Cu离子通过某截面，则碳棒中的电流强度为多大？,例题1、有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目N可表示为（）AnvStBnvtCIt/eDIt/Se,C,练习3、有一横截面为S1mm2的铜导线，流经其中的电流为I=1A，已知铜的密度为=8.9103Kg/m3，铜的摩尔质量为M6.4102Kg/mol，阿伏加得罗常数NA6.01023/mol，电子电量为e=1.61019C。在这个问题中可认为每个铜原子贡献一个电子，求铜导线中自由电子定向移动速率v。,练习4、来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1n2=_。,2:1,思考：如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？,电子定向移动的速率约10-5m/s，电子热运动的平均速率105m/s，电场的传播速率3108m/s.,a、手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。,b、电子手表工作时，液晶显示屏的电流0.2A左右。,c、彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源的工作电流为0.4A左右；屏幕为29吋,电源的工作电流为1A左右。,d、50Hz的交流电，人能感触到的触电电流为1mA，能够自行摆脱电源的触电电流为10mA，触电电流达到50mA以上，将引起心室颤动。因此，国际电工委员会规定的安全电流（摆脱电流）为10mA。,生活小常识,1、电流的形成条件：（1）存在自由电荷;（2）存在电压.2、电源:把自由电子从正极搬到负极的装置.电源的作用：提供持续的电压.3、恒定电场:由稳定分布的