电源和电流.ppt

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2.12.1电源和电流电源和电流第二章第二章恒定电流恒定电流电闪雷鸣时电闪雷鸣时,强大的电流使天空发强大的电流使天空发出耀眼的闪光出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬但它只能存在于一瞬间间,而手电筒中的小灯泡却能持续发而手电筒中的小灯泡却能持续发光光,这是为什么这是为什么?

电流的形成电流的形成zxxk11电流：

电流：

电荷的热运动，从宏观上看，不能电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流形成电流电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流-BA-A+_B_等势体等势体导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件:

导体两端存在导体两端存在电势差电势差AB水池导体中自由电子的定向移导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线体，达到静电平衡，导线RR中会产生一个中会产生一个瞬时瞬时电流电流抽水机抽水机形成电流的条件形成电流的条件：

（11）存在）存在自由电荷自由电荷金属导体金属导体自由电子自由电子zxxk电解液电解液正、负离子正、负离子（22）导体两端存在）导体两端存在电压电压当当导导体体两两端端存存在在电电压压时时，导导体体内内建建立立了了电电场场，导导体体中中的的自自由由电电荷荷在在电电场场力力的的作作用下发生定向移动，形成电流用下发生定向移动，形成电流-+A+_B_P-一.电源1.1.能把自由电子从能把自由电子从正极正极搬到搬到负极负极的装置的装置.2.2.作用作用:

保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差（电压电压）,）,使电使电路有路有持续持续的电流的电流.导导线线内内的的电电场场，是是由由电电源源、导导线线等等电电路路元元件件所所积积累累的的电电荷荷共共同同形形成成的的。

尽尽管管这这些些电电荷荷也也在在运运动动，但但有有的的流流走走了了，另另外外的的又又来来补补充充，所所以以电电荷荷的的分分布布是是稳稳定定的的，电电场场的的分分布布也也稳稳定定。

-恒定电场恒定电场三三.恒定电流恒定电流1.1.大小方向都大小方向都不随时间变化不随时间变化的电流称为恒的电流称为恒定电流定电流.2.2.电流电流（II）:

）:

表示电流的强弱程度表示电流的强弱程度.定义定义:

通过导体横截面的电量通过导体横截面的电量qq跟通过这些电跟通过这些电量所用时间量所用时间tt的比值叫做电流的比值叫做电流.公式公式:

II=q/=q/ttzxx/k单位单位:

国际单位国际单位安培安培（A）1A=1C/s（A）1A=1C/s常用单位：

毫安（常用单位：

毫安（mAmA）、微安（）、微安（AA）方向方向:

正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向电流是标量电流是标量电流是标量电流是标量它的运算不遵循平行四边形定则它的运算不遵循平行四边形定则它的运算不遵循平行四边形定则它的运算不遵循平行四边形定则11、在金属导体中，若、在金属导体中，若10s10s内通过横截面的电量内通过横截面的电量为为10C10C，则导体中的电流为，则导体中的电流为_A_A；1A1A22、某电解槽横截面积为、某电解槽横截面积为0.5m0.5m22，若，若10s10s内沿相反内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为方向通过横截面的正负离子的电量均为10C10C，则电解液中的电流为则电解液中的电流为_A_A2A2A课堂训练课堂训练33决定电流大小的微观量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在加有电压的一段粗细均匀的导体ADAD上选取两个上选取两个截面截面BB和和CC，设导体的横截面积为，设导体的横截面积为SS导体每单位体积导体每单位体积内的自由电荷数为内的自由电荷数为nn，每个电荷的电荷量为，每个电荷的电荷量为qq，电荷，电荷的定向移动速率为的定向移动速率为vv则在时间则在时间tt内处于相距为内处于相距为vtvt的两截面的两截面BB、CC间的所间的所有自由电荷将通过横截面有自由电荷将通过横截面CC已知：

已知：

nn为单位体积为单位体积内的自由电荷的个数，内的自由电荷的个数，SS为导线的横截面积，为导线的横截面积，vv为自由电荷的为自由电荷的定向移动速率定向移动速率.在时间在时间tt内通过导体某截面的电量为内通过导体某截面的电量为:

Q=（Q=（VtS）nqVtS）nq所形成的电流为所形成的电流为:

I=Q/t=I=Q/t=nqSVnqSV例题例题:

有一条横截面积有一条横截面积S=1mmS=1mm22的铜导线的铜导线,通过的电通过的电流流I=1A,I=1A,已知铜的密度已知铜的密度=8.9=8.9101033kg/mkg/m33,铜的摩铜的摩尔质量尔质量M=6.4M=6.41010-2-2kg/mol,kg/mol,阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NNAA=6.02=6.0210102323molmol-1-1,电子的电量电子的电量e=-1.6e=-1.61010-19-19C,C,求求铜导线中自由电子定向移动的速率铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.vtvsv-+A+_B_P-电源的电源的作用作用:

把电子从把电子从A搬运到搬运到B的装置的装置保持保持导体两端的导体两端的电压电压（电势差电势差）,）,使电路有使电路有持续持续的的电流电流.电源内部是电源内部是什么力什么力把电子从把电子从A搬运到搬运到B呢呢?

+-+一、电源的概念一、电源的概念22、电源的内部电场方向如何？

、电源的内部电场方向如何？

11、电源外部，正电荷将怎样移、电源外部，正电荷将怎样移动？

动？

33、电源内部，正电荷将怎样移、电源内部，正电荷将怎样移动？

动？

44、电源内部的正电荷受到电场力方向？

电场力做正功还是负、电源内部的正电荷受到电场力方向？

电场力做正功还是负功？

功？

55、什么力来克服电场力做功？

做正功还是负功？

、什么力来克服电场力做功？

做正功还是负功？

66、电源内部的非静电力是由什么提供的？

、电源内部的非静电力是由什么提供的？

从正极到负极从正极到负极从负极到正极从负极到正极从正极指向负极从正极指向负极负功负功非静电力非静电力正功正功从正极指向负极从正极指向负极F干电池干电池发电机发电机77、电源内部的能量是怎样转化的？

、电源内部的能量是怎样转化的？

非静电力是化学作用非静电力是化学作用非静电力是电磁作用非静电力是电磁作用电源内部非静电力克服电场力做功，电源内部非静电力克服电场力做功，把其他形式的能转化为电势能把其他形式的能转化为电势能电源电源:

是通过是通过非静电力做功非静电力做功把其它形式的能把其它形式的能转化转化为电势能的装置为电势能的装置.一、电源的概念一、电源的概念（从能量的角度看从能量的角度看）抽水机抽水机增加水的增加水的重力势能重力势能不同的抽水机不同的抽水机抽水的本领抽水的本领（举起高度举起高度）不同不同使单位质量的水所增加的使单位质量的水所增加的重力势重力势能能不同不同+-+电源电源增加电荷的增加电荷的电势能电势能不同的电源不同的电源非静电力做功的本领非静电力做功的本领不同不同使单位正电荷所增加的使单位正电荷所增加的电电势能势能不同不同二、电动势二、电动势1、定义：

、定义：

电动势电动势在数值上在数值上等于非静电力把等于非静电力把1C的的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.2、定义式：

定义式：

3、单位：

、单位：

伏特（伏特（V）1V=1J/C4、标量、标量W：

非静电力做的功：

非静电力做的功q：

电荷量：

电荷量电势差：

电势差：

6、特点、特点:

由由电源电源中中非静电力的特性非静电力的特性决定决定，跟电源的体积无关跟电源的体积无关,跟电源外部电路无关跟电源外部电路无关.5、物理意义：

、物理意义：

反映电源把其他形式的能反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。

转化为电能本领的大小。

讨论讨论：

电动势电动势E与电压与电压U的区别的区别?

1、两个公式中、两个公式中W分别表示什么力做功分别表示什么力做功?

2、能量是如何转化的、能量是如何转化的?

中，中，W表示表示电源内部电源内部非静电力非静电力做的功做的功中，中，W表示表示电源外部电源外部电场力电场力做的功做的功其它形式能转化为电势能其它形式能转化为电势能E反映反映电源电源的特性的特性电势能转化为其它形式能电势能转化为其它形式能U反映反映电场电场的特性的特性一、电源的概念一、电源的概念：

电源是通过：

电源是通过非静电力非静电力做功做功,把其他形式能转化为电能的装置把其他形式能转化为电能的装置.2、定义、定义：

非静电力把单位正电荷从负极移到：

非静电力把单位正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值正极所做的功跟它的电荷量的比值.二、电动势二、电动势3、公式、公式：

4、单位、单位：

伏：

伏（V）1、物理意义、物理意义：

描述电源把其他形式的能：

描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量转化为电能本领大小的物理量.三、电源的重要参数三、电源的重要参数1、电动势、电动势2、内阻、内阻3、容量、容量思考题思考题如果认为电子的定向运动速率就如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？

怎样解释？

经验是否相符？

怎样解释？

电子定向移动的速率约电子定向移动的速率约1010-5-5m/sm/s，电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率101055m/sm/s，电场的传播速率电场的传播速率33101088m/sm/s.课堂训练课堂训练44、某电解质溶液，如果在、某电解质溶液，如果在1s1s内共有内共有5.05.010101818个二价正离子和个二价正离子和1.01.010101919个个一价负离子通过某横截面，那么通过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？

电解质溶液的电流强度是多大？

3.2A3.2A课堂训练课堂训练55、氢原子的核外只有一个电子，设、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为电子在离原子核距离为RR的圆轨道的圆轨道上做匀速圆周运动。

已知电子的电上做匀速圆周运动。

已知电子的电荷量为荷量为ee，运动速率为，运动速率为vv，求电子绕，求电子绕核运动的等效电流多大？

核运动的等效电流多大？