稳恒电场电源电动势

1、11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势 11.2.1 电流的连续性方程电流的连续性方程 11.2.2 稳恒电场稳恒电场 11.2.3 稳恒电场的建立稳恒电场的建立 11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势11.2.1 电流的连续性方程电流的连续性方程 一、电流线一、电流线 导体中的各点的电流密度可以有不同的大小导体中的各点的电流密度可以有不同的大小和方向，构成一个空间分布的矢量场和方向，构成一个空间分布的矢量场电流场电流场电流线：电流线：形象地描述空间中电流场情况形象地描述空间中电流场情况JIF通过垂直

2、于电流方向的单位通过垂直于电流方向的单位面积的电流线的根数等于该面积的电流线的根数等于该处电流密度的大小处电流密度的大小F电流线上任一点的切线电流线上任一点的切线方向都与该点的电流密方向都与该点的电流密度度 的方向相同的方向相同J|ddJSN11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势电场与电流场的对比分析电场与电流场的对比分析电场电场电通量电通量电流场电流场导体内某一点电导体内某一点电荷的流动情况荷的流动情况电流强度电流强度电场中某一点电电场中某一点电荷的受力情况荷的受力情况SEedSJId导体截面上通过导体截面上通过电流的整体情况电流的整体情况电场强度电场强度E电流密度电流

3、密度J通过电场中某一通过电场中某一面的电场线根数面的电场线根数11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势闭合曲面的电通量与闭闭合曲面的电通量与闭合曲面内的电荷之间存合曲面内的电荷之间存在联系在联系内SiqSE01d高斯定理高斯定理闭合曲面的电流密度的通闭合曲面的电流密度的通量量（通过该闭合曲面的电（通过该闭合曲面的电流）流）与闭合曲面内的电荷与闭合曲面内的电荷之间也存在一个联系之间也存在一个联系电流连续性方程电流连续性方程电场电场电流场电流场11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势J闭合曲面闭合曲面S 电荷守恒定律：电荷守恒定律： 单位时间内通过该曲单位时

4、间内通过该曲面向外净流出的电荷量应面向外净流出的电荷量应等于闭合曲面内单位时间等于闭合曲面内单位时间电荷量的减少电荷量的减少 SSJ dtqdd二、电流连续性方程二、电流连续性方程SSJ dtqdd11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势稳恒电流稳恒电流： J 不随时间变化不随时间变化要求：建立一个不随时间变化的要求：建立一个不随时间变化的稳恒电场稳恒电场 要求：激发电场的电荷分布不随时间变化要求：激发电场的电荷分布不随时间变化 电流的稳恒条件电流的稳恒条件：电荷分布不随时间变化：电荷分布不随时间变化 0d SSJ 在没有分支的稳恒电路中，通过各截面的电流在没有分支的稳恒电

5、路中，通过各截面的电流必定相等；而且稳恒电路的电流线是既无起点又无必定相等；而且稳恒电路的电流线是既无起点又无终点的闭合曲线。终点的闭合曲线。稳恒电流的闭合性稳恒电流的闭合性 11.2.2 稳恒电场稳恒电场 11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势稳恒电场的性质稳恒电场的性质F 服从与静电场同样的基本规律服从与静电场同样的基本规律F 在稳恒电场中在稳恒电场中导体内部的场强不等于零导体内部的场强不等于零和静电场比较和静电场比较相同之处相同之处F电场不随时间改变电场不随时间改变F满足高斯定理满足高斯定理F满足环路定理满足环路定理 是保守场是保守场不同之处不同之处F 产生稳恒电流

6、的电荷是运动的电荷，电荷分产生稳恒电流的电荷是运动的电荷，电荷分布不随时间改变布不随时间改变F 稳恒电场对运动电荷作功，稳恒电场的存在稳恒电场对运动电荷作功，稳恒电场的存在总伴随着能量的转移总伴随着能量的转移11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势一、非静电力一、非静电力 电源电源电源：电源：提供非静电力的装置提供非静电力的装置把其它形式的能量转换为电能把其它形式的能量转换为电能F 静电力使正电荷从高电势移到低电势静电力使正电荷从高电势移到低电势 F 非静电力使正电荷从低电势移到高电势非静电力使正电荷从低电势移到高电势11.2.3 稳恒电场的建立稳恒电场的建立 RIFkF

7、非静电力非静电力把正电荷从把正电荷从负极板搬到正极板负极板搬到正极板11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势F 内电路内电路: : 电流经电源内部从负极板流向正极电流经电源内部从负极板流向正极板的电路板的电路F 外电路外电路: : 电流经电源外部从正极板流向负极电流经电源外部从正极板流向负极板的电路板的电路 + + + +11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势二、电动势二、电动势电源电动势电源电动势描述电源非静电力作功能力的大小描述电源非静电力作功能力的大小将电源非静电力作用当作一种将电源非静电力作用当作一种非静电场：非静电场：定义电源的电动势定义电源

8、的电动势 kdlE 是标量，但有方向是标量，但有方向: : 由负极经内电路指向正极由负极经内电路指向正极kE+_11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势 dklE演示动画：电源的电动势演示动画：电源的电动势 电源电动势是把单位正电荷从负极板经内电电源电动势是把单位正电荷从负极板经内电路搬至正极板路搬至正极板非静电场力所做的功非静电场力所做的功 大小与电源结构有关，与外电路无关。大小与电源结构有关，与外电路无关。 因为外电路中的因为外电路中的Ek为零为零 电动势的单位：伏特，电动势的单位：伏特，1伏特伏特= =焦耳焦耳/ /库仑库仑 kdlE11.2 11.2 稳恒电场稳恒电场 电源电源 电动势电动势 电鱼能借助电鱼能借助起电斑起电斑这种生物电池这种生物电池产生电动势，在如图所示的电鳗体产生电动势，在如图所示的电鳗体表的起电斑排成表的起电斑排成14行，每行有行，每行有5000个起电斑每行沿着身体平行排列，个起电斑每行沿着身体平行排列，每个起电斑具有每个起电斑具有0.15V的电动势，的电动势，当电鳗发起攻击时，当电鳗发起攻击时，14行起电斑产行起电斑产生的电流会聚于电鳗的头部，在水生的电流会聚于电鳗的头部，在水中产生中产生1A的电流，足以击昏或击的电流，足以击昏或击毙其他的鱼类毙其他的鱼类11.2 11.2 稳恒电