电源和电流 倪宝

电源和电流回顾：电流是怎样形成的？电流是由电荷的定向移动而形成的。要形成电流，必须满足什么条件？

要形成电流，首先必须要有能够自由移动的电荷——自由电荷。

不过，有了自由电荷，并不一定就能形成电流！

一般的导体内都有大量的自由电荷（自由电子），但当导体两端没有加上电压时，自由电子只能在各自的平衡位置附近做杂乱无章的热运动，从宏观上看，电荷的热运动，不能形成电流．

一旦在导体两端加上一个电压，导体内部就会形成一个电场，要形成电流，导体两端还必须有电势差。+-U思考：

如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的金属球，若用导线将两个球连接起来，导线两端是否有电场和电压？导线中是否有电流流过？A++++++++_B_______

一瞬间后，A、导线、B将成为一个等势体，电子因不再受电场力作用而停止定向移动，电流消失。故这种情况下，导线中只有瞬时电流流过！-A++++++++_B_______-BA等势体实验：

怎样才能使上述导线中有持续的，恒定不变的电流流过？AB连通器水势A水势B抽水机水流--P-+A+++++++___B_____--1.能把电子从A搬运到B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。正极负极电源相当于抽水机

装置P能够把自由电子从A搬运到B，它就是我们通常所讲的电源。不断地把从电源负极经过外电路流到电源正极的自由电子及时通过内部搬运回电源负极，使电路中有持续的，稳定不变的电流流过。这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。

在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点?讨论:假设在电源正、负极之间连一根导线MNEAB导线内很快形成沿导线方向恒定电场

这些电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，

电场的分布也不随时间的变化而变化——这种由稳定分布的电荷产生的稳定不变的电场称为恒定电场.你知道吗？1手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。2电子手表工作时，液晶显示屏的电流为0.2μA左右。3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。450Hz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

不同的恒定电流，电流的强弱会不同，

在物理学中，电流的强弱可以用通过导体某一横侧面积的电量和通过这一电量所用时间的比值来表示，这个比值我们称之为电流强度。五、电流强度（1）定义：通过导体某一横截面积的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值叫~（2）定义式：

I=q/t（3）单位：是物理学中七个基本单位之一，在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A．常用单位有毫安（mA）、微安（

A）．

1A＝103mA＝106

A（4）电流是标量．但习惯上规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，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。（5）物理意义：表示电流强弱和方向的物理量。六、对I=q/t的理解要注意：

①I=q/t为电流强度的定义式，对任何情况都适用。 ②电流强度由电路状态所决定，与q、t均无关！

例1、在金属导体中，若10s内通过某一横截面的电量为10C，问导体中的电流为多大？

解：根据电流的定义式得到通过导体的电流为1A．

例2：如图所示，在cuso4溶液中，正负离子定向移动，测得2s内有1X1019个cu2+与1X1019个so42-通过溶液内部的横载面M,问：溶液中的电流方向向哪里？电流强度为多大？

方向由A到B,电流强度为3.2A。ABM例5: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ρ=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.）vtvsv讨论:

电子的定向运动速率，一般数量级为10-5m/s。

如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，这和我们的生活经验是否相符？怎样解释？电子定向移动速率:

其大小与电流有关，一般数量级为10-5m/s

（对每个电子而言）电流传导速率：

等于光速3×108m/s.电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流（对整体而言）注意两个速度问题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C10．在一次