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大学物理 下 第7讲 李雄东华理工大学 1786年有一天 伽伐尼在实验室解剖青蛙 把剥了皮的蛙腿 用刀尖碰蛙腿上外露的神经时 蛙腿剧烈地痉挛 同时出现电火花 经过反复实验 他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电 他还把这种电叫做动物电 亞歷山德羅 伏打證明了電可以從兩種金屬中產生 他因此發明了電池 内容提要 一电流 二电流密度 三稳恒电流 四电阻率 五欧姆定律的微分形式 六电源电动势 一电流 电流为通过截面S的电荷随时间的变化率 为电子的漂移速度大小 单位 1A 第十章稳恒电流 二电流密度 大小规定 等于在单位时间内过该点附近垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷 恒定电流 三稳恒电流 若闭合曲面S内的电荷不随时间而变化 有 单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷 等于此时间内闭合曲面里电荷的减少量 1 在恒定电流情况下 导体中电荷分布不随时间变化形成恒定电场 2 恒定电场与静电场具有相似性质 高斯定理和环路定理 恒定电场可引入电势的概念 3 恒定电场的存在伴随能量的转换 恒定电流 解 1 2 3 四电阻率 电阻率 一段电路的欧姆定律 电阻定律 电阻率 电导率 不但与材料的种类有关 而且还和温度有关 一般金属在温度不太低时 欧姆定律的微分形式 五欧姆定律的微分形式 一般金属或电解液 欧姆定律在相当大的电压范围内是成立的 但对于许多导体或半导体 欧姆定律不成立 这种非欧姆导电特性有很大的实际意义 在电子技术 电子计算机技术等现代技术中有重要作用 欧姆定律的微分形式 表明任一点的电流密度与电场强度方向相同 大小成正比 例1一内 外半径分别为和的金属圆筒 长度 其电阻率 若筒内外电势差为 且筒内缘电势高 圆柱体中径向的电流强度为多少 解法二 解由高斯定律得 例2两个导体A B带电 Q Q被相对电容率电阻率的物质包围 证明两导体之间电流与导体尺寸及它们间的距离无关 六电源电动势 非静电力 能不断分离正负电荷使正电荷逆静电场力方向运动 电源 提供非静电力的装置 非静电电场强度 为单位正电荷所受的非静电力 电动势的定义 单位正电荷绕闭合回路运动一周 非静电力所做的功 电动势 电源电动势大小等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功 电源电动势 从点A出发 顺时针绕行一周各部分电势降落总和为零 即 全电路的欧姆定律 例已知 2V 4V2 6 求 1 I 2
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