恒定电流和磁感应强度

恒定电流和磁感应强度第1页，共30页。引言导体静电平衡OE内等势体AB+AB自由电子定向漂移直流电路中的金属导体ABVV非等势体习惯上用正电荷从高电势向低电势移动的方向定为电流的流向sI时间通过截面tsq的电量为电流强度Iqt若导体不均匀，怎样描述其中的电流分布情况？导体的电势差是靠什么力产生和维持的？§8-1恒定电流2第2页，共30页。

1、金属中电子的运动晶格（原子核与各内层电子组成的振动原子实）E第个自由电子i载流金属导体中的自由电子同时参与两种运动无规热运动E引起的定向漂移一、电流电流密度3第3页，共30页。电流—载流子的定向运动1）、微观图象：2、电流正负：正电荷运动的方向为正单位：2）、电流强度(电流)：大小：单位时间通过导体某一横截面的电量A载流子—电子、质子、离子、空穴它是国际单位中的基本单位。常用毫安（mA）、微安（

A）4第4页，共30页。不同形状导体的电流线3、电流线

在导体中画出一组有向曲线，如果这组曲线上任一点的切线方向都代表这一点的正电荷漂移运动方向，称这一组曲线为电流线粗细均匀的金属导体粗细不均匀的金属导线半球形接地电极附近的电流5第5页，共30页。电阻法勘探矿藏时的电流同轴电缆中的漏电流可见，导体中不同部分电流分布不同，电流强度I

不能细致反映导体中各点电流流动情况。第6页，共30页。1)定义：某点的电流密度方向：该点正电荷定向运动的方向大小：单位时间内通过垂直于该点正电荷运动方向的单位面积上的电量4、电流密度描写空间各点电流大小和方向的物理量矢量IIdIdPjj运动方向的运动方向dsds7第7页，共30页。IIdIdPjj运动方向的运动方向dsdsnndsds2)电流密度和电流强度的关系(1)通过面元dS的电流强度q(2)通过任一面积S的电流强度电流强度：通过某一面积的电流密度的通量8第8页，共30页。引言导体静电平衡OE内等势体AB+AB自由电子定向漂移直流电路中的金属导体ABVV非等势体习惯上用正电荷从高电势向低电势移动的方向定为电流的流向I若导体不均匀，怎样描述其中的电流分布情况？导体的电势差是靠什么力产生和维持的？9第9页，共30页。Oit电流时间独立的带电电容器只在静电力作用下通过外路放电放电电流不能维持恒定1.只靠静电力不能维持恒定电流一、电源二、电源的电动势10第10页，共30页。AB电源eF静电力eFFkq电源中：单位正电荷受的非静电力单位正电荷受的静电力qFkEkeqFEe电源与外路接通，处于正常工作状态时Ek为常数EeEk且,A、B间保持恒定的电势差，电路中的电流保持稳定。外来非静电力Fk（如电解液与极板物质的化学作用）2.要有外来非静电力才能维持恒定电流电源：提供非静电力11第11页，共30页。AB电源eF静电力eFFkq外来非静电力Fk（如电解液与极板物质的化学作用）2.要有外来非静电力才能维持恒定电流外电路：静电力对正电荷作正功，使它电势降低内电路：非静电力对正电荷作正功，使其电势增高非重力抽水机

12第12页，共30页。描述电源中非静电力做功的本领（反映电源将其它形式的能转变成电能的本领）。+AB+qEkFkFkq电源定义：电源的电动势B()A()内路Ekdl非静电力将单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功二、电动势13第13页，共30页。+AB+qEkFkFkq电源二、电动势电动势是标量。习惯规定经电源内由负极指向正极为正。描述电源中非静电力做功的本领（反映电源将其它形式的能转变成电能的本领）。定义：电源的电动势B()A()内路Ekdl非静电力将单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功14第14页，共30页。电动势是标量。习惯规定经电源内由负极指向正极为正。二、电动势描述电源中非静电力做功的本领（反映电源将其它形式的能转变成电能的本领）。定义：电源的电动势B()A()内路Ekdl非静电力将单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功l绕闭合回路移动一周电源外部回路Ek=0，非静电场场强沿整个闭合回路的环流等于电源电动势。15第15页，共30页。太阳能电池美军薄膜太阳能电池帐篷锂电池电源第16页，共30页。问题：

电动势与电势差有什么区别？

电动势表示将单位正电荷经电源内部从负极移到正极过程中非静电力对其作的功，表征的是电源中非静电力作功的本领，是表征电源本身特征的量；答：

电势差为恒定电场中两点之间的电势之差，表征将单位正电荷在这两点之间移动时恒定电场力所做的功，反应恒定电场力做功的本领。17第17页，共30页。（2）将单位正电荷从电源内部的正极移动到负极时静电场力做的功（3）将单位正电荷绕闭合回路移动一周时非静电场力做的功（4）以上说法都不是（1）电源两端的电势差；关于电动势的概念，下列说法正确的是随堂小议18第18页，共30页。jj0dsIdId0ds0dsjjdldl0ds0dsUUdUE电流密度分布电流密度分布任取一段微流管任取一段微流管微流管中导体的电阻率为r微流管中导体的电阻率为r对微流管中的导体应用欧姆定律（I=U/R）U0dsdIlr()UdU()ddI0dsr1()dUldj称电导率r1gEEjg得Ejg矢量式称微分形式的欧姆定律与使自由电子作j定向漂移的有何关系？电场E*三、欧姆定律2.欧姆定律的微分形式1.一段含源电路的欧姆定律(略)19第19页，共30页。

一铜棒长2m，两端电压50mv，设铜棒电阻率例电流密度j已知求r1.6×10–8Ωm20第20页，共30页。d++例已知导电橡胶电阻率rU外加电压求解：导电橡胶总电阻drRdRR12Rrr2pdr2pdln2RR1总电流IURr处的电流密度jIr2pdUrrln()2RR1rR12R处的电流密度大小恒定场强大小处的恒定场强rgEjjrUrln()2RR1rrrdrd2R2R1R1R++21第21页，共30页。例：某导线由两种导电介质连接而成，导线截面积为S，通有电流I。两种介质的电导率分别为和，介电常数分别为和，则两种导电介质中的场强，；两种导电介质交界面上的自由电荷面密度。22第22页，共30页。

一、基本磁现象SNSN1、磁铁对磁铁同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引有力的作用§8-2磁感应强度23第23页，共30页。2、电流对磁铁有力的作用奥斯特（HansChristanOersted，1777-1851）丹麦物理学家，发现了电流对磁针的作用，从而导致了19世纪中叶电磁理论的统一和发展。

ISN24第24页，共30页。3、磁铁对电流有力的作用25第25页，共30页。志同道合4、电流对电流相互吸引相互排斥有力的作用26第26页，共30页。安培的分子电流假说（1822年）磁铁的磁性是分子电流产生的一个分子所有运动着的电子激发的磁场，从总的效果看，相当于一个环形电流所激发的磁场，此环形电流～分子电流27第27页，共30页。所有磁现象可归纳为：运动电荷

AA的磁场B的磁场产生作于用产生作于用运动电荷

B注意磁场对静止电荷不施加作用力二、磁感应强度

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1、磁场：由运动电荷(或电流)产生,在空间连续分布的一种物质