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2 1电源和电流 第二章恒定电流 电闪雷鸣时 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 电流的形成 1 电流 电荷的热运动 从宏观上看 不能形成电流 电荷的定向移动形成电流 等势体 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 抽水机 一 电源 1 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 使电路有持续的电流 在有电源的电路中 导线内部的电场又有何特点 问题 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 电场的分布也稳定 恒定电场 抽水机 恒定电场 由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场 恒定电场 电场强度不变 自由电子定向运动的平均速率不变 串一个电流表 读数不会变 三 恒定电流 1 大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流 2 电流 i 表示电流的强弱程度 如果i表示电流 q表示在t时间内通过导体横截面的电荷量 则q it单位 国际单位安培 a 常用单位毫安 ma 微安 a 1a 1c s方向 正电荷定向移动的方向 电流是标量 它的运算不遵循平行四边形定则 1 在金属导体中 若10s内通过横截面的电量为10c 则导体中的电流为 a 课堂训练 1a 例题 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 9 103kg m3 铜的摩尔质量m 6 4 10 2kg mol 阿伏加德罗常数na 6 02 1023mol 1 电子的电量e 1 6 10 19c 求铜导线中自由电子定向移动的速率 可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子 s 问题 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3 108m s 小结 电流的形成电源的作用导体中的电场 恒定电场 课堂训练 1 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 有时与负电荷定向移动的方向相同 c 课堂训练 2 氢原子的核外只有一个电子 设电子在离原子核距离为r的圆轨道上做匀速圆周运动 已知电子的电荷量为e 运动速率为v 求电子绕核
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