《电源和电流》课件

闪电正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生正负电荷中和，瞬时产生几十万安培的电流。电流生热使空气发光，叫闪电第二章恒定电流2.1电源和电流

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?一、电流的形成

1、什么是电流：导体中电荷的定向移动形成电流。条件1：存在自由电荷→

金属导体——自由电子电解液——正、负离子．问：有自由电荷就形成电流吗？-BA-A++++++++_B_______水流AB连通器水势A水势B导体中产生电流的条件: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-BA-A++++++++_B_______抽水机水流AB连通器水势A水势B导体中产生持续电流的条件:条件2、导体两端存在电势差当导体两端存在电势差时，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．

一、电流的形成

1、导体中电荷的定向移动形成电流。条件2：导体两端存在电势差。－－－－－－++++++++++－－－－－－－－－－条件1：存在自由电荷。---+A+++++++___B_____P--电源电源:把其他形式的能转换成电能。利用非静电力!+-正极负极P－F1、电源：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)

使导体中有持续的电流.--+A+++++++___B_____P假设在电源正、负极之间连一根导线MNE0MNE0EE0E′

MNE导线内很快形成沿导线方向的电场二.导线中的电场FFnFt

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---恒定电场恒定电场由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场。---+A+++++++___B_____P--二.导线中的电场三、恒定电流1、恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。2、电流：物理上把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。表示电流强弱程度的物理量。

4、单位：安培（简称安），符号：A

3、公式：表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。电流平均电流三、恒定电流5、说明（1）电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。（2）金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。（3）电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时：（4）电流强度虽然有大小和方向，但不是矢量，而是一个标量。四、电流的微观意义

一个粗细均匀的，长为L的导体，两端加一定电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，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，每个自由电荷所带电量为q，求此导体中的电流是多少？（这段导体中的自由电荷个数）（总电荷量）（这段导体中的自由电荷个数通过横截面积S所需要的时间）（电流）四、电流的微观意义

例题

有一个横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度为ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量为6.4×10－2kg/mol,阿佛加德罗常数为NA=6.02×1023mol-1，电子的电量为e。在这个问题中可以认为每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速率v？解析：设自由电子定向移动的速度为v，任意取一段导线，自由电子从左断移到右端时间为t，则这段导线长度为vt，体积为vtS，质量为ρvtS。这段导体中的原子个数为：（也为导线中的自由电子个数）定向移动速率非常小!四、电流的微观意义

3、三种微观速度的区别电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速率（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力的作用而定向移动形成电流。（对整体而言）（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量级10－5m/s。（对每个电子而言）（3）电子的热运动速率，任何微观粒子都做无规则的运动，其速率与温度有关，通常情况为105m/s。五、典型例题讨论1、如图示，电解液接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（）A、当n1=n2时，电流大小为零+－B、当n1>n2时，电流方向由A指向B，电流：C、当n1<n2时，电流方向由A指向B，电流：D、电流方向由A指向B，电流：D五、典型例题讨论2、在稀CuSO4溶液中插入两碳棒极板，在两极板上加一定的电压，在10s内有5×1018个Cu离子通过某截面，则碳棒中的电流强度为多大？五、典型例题讨论

3、（天津高考）在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速度时，一小段长为△l的电子束的电子个数是（）六、易误问题启示

1、误认为电流的方向就