物理电流鲁科选修PPT课件

1、电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流 回忆 ：电荷的定向移动形成电流1.电流的形成第1页/共15页+_+_F1.不接电源：放电时Q 减小，U 减小， E 减小，Q = 0时U = 0，i i = 02.接通电源：放电时Q 不变，U 不变， E 不变，i i 不变+_+_I这种由稳定分布的电荷这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场所产生的稳定电场（各（各处处E E值保持不变）值保持不变），称为，称为恒定电场恒定电场，它具有与，它具有与静静电场电场相同的基本性质。相同的基本性质。1.电流的形成第2页/共15页 形成电流的条件： （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

2、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 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流第3页/共15页 电流的速度 3.0 108 m/s 自由电子热运动的平均速率 105 m/s 自由电子定向运动的速度 10-5 m/s2.电流的速度第4页/共15页 3电流的方向（1）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；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（2）电流是标量它的运算不遵循平行四边形定则规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 第5页/共15页 4电流的强弱电流 I（1）定义

3、：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流：I = q / t（2）单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单位是基本单位， 在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A 常用单位还有毫安（mA）、微安（ A） 1A103mA106 A（3）直流：方向不随时间变化的电流恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流 第6页/共15页练习:（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；分析解答：（1）根据电流的定义式得到10s内通过横截面积的电流为1A（2）某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10

4、C，则电解液中的电流为_A分析解答：（2）正负粒子的电量均为10库，则10s内通过横截面积的总电量为20库，电流为2A第7页/共15页 5决定电流大小的微观量v在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，设导体的横截面积为S导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v，则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C 第8页/共15页由可得tQI nqvStnSvtqI第9页/共15页小结：1.形成电流的条件： （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压2.恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流 3.决定电流大小的微观量:

5、nqvStnSvtqIn 为电荷体密度S 为导体横截面积v为电荷定向移动速率第10页/共15页关于电流的方向【例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例1、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。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。第11页/共15页关于电流的计算【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12页/共15页第13页/共15页【例3】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，求电子绕核运动的等效电流多大？例3