人教版 (新课标)选修31 电源和电流教课内容课件ppt
展开电荷的热运动,从宏观上看,不能形成电流.
电荷的定向移动形成电流.
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
导体中产生电流的条件:
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.
金属导体——自由电子电 解 液——正、负离子
(2)导体两端存在电压
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.
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。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.
由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化.如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定.
大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
2.电流(I):表示电流的强弱程度.
定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流.
单位:国际单位:安培(A) 1A=1C/s 常用单位:毫安(mA)、微安(μA)
方向:正电荷定向移动的方向
(1)适用于任何电荷的定向移动形成的电流。(2)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;(3)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.导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
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______;
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10C,则电解液中的电流为_____.
3.决定电流大小的微观量
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 .
已知:n为单位体积内的自由电荷的个数,S为导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率
在时间t内通过导体某截面的电量为:
例题: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/ml,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023ml-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.
如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率,和我们的生活经验是否相符?怎样解释?
电子定向移动的速率约10-5m/s,
电子热运动的平均速率105m/s
电场的传播速率3×108m/s.
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、电源的作用:提供持续的电压3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.(恒定电场)4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. (1)定义式 I=q/t (2)金属导体中电流的计算式
3、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
4、某电解质溶液,如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019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?
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