【2017年整理】物理选修3-1.ppt

电源和电流;回顾：;要形成电流，必须满足什么条件？ 既然电流是由电荷的定向移动而形成的，所以，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，导体内部的自由电子将会受到一个与场强方向相反的电场力作用而发生定向移动，从而形成电流。可见，要形成电流，导体两端还必须有电势差。;讨论：; 有！导线与AB连接后，导线中的电场方向由A-B，导线中的自由电子所受电场力的方向与场强方向相反，自由电子在电场力作用下将由B向A移动，从而形成电流，但是，随着自由电子由B向A移动，A吸收自由电子，电势降低，B失去电子电势升高，最终，AB的电势达到相等，A、导线、B将成为一个等势体，内部场强处处为0，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！;讨论：;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.; 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。可见，电源在闭合电路中的作用就是：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电源内部搬运回电源负极，从而使导线两端或使电源两极间维持稳定不变的电压，使电路中有持续的，稳定不变的电流流过。; 在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点?; 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.;假设在电源正、负极之间连一根导线;恒定电场的电场强度不变;小结：;二、电源在电路中的作用： 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电源内部搬运回电源负极，从而使导线两端或使电源两极间维持稳定不变的电压，使电路中有持续的，稳定不变的电流流过。或者说电源在电路中的作用：在导体内部建立一个恒定电场，使导体内部的自由电子在恒定不变的电场力作用下匀速率定向移动，从而形成恒定电流。 三、恒定电场——由稳定分布的电荷产生的稳定不变的电场 四、恒定电流——方向和强弱都不随时间变化的电流． 直流电——方向不随时间变化的电流。 交流电——方向随时间变化的电流。 本章只研究恒定电流！; 不同的恒定电流，电流的强弱会不同，即在相同的时间内，通过导体某一横侧面积的电荷量不同，在相同的时间内，通过导体某一横侧面积的电荷量越多，我们就说电流越强，故在物理学中，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。;;（4）电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则，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；在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反．在外电路中电流方向由电源正极到负极，在电源内部电流方向由电源负极到正极。 （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：氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动而形成的等效电流多大？ ;; 例4、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，求：导体中的电流强度。; 例5、如图所示，导体的电阻R=6Ω，加在导体两端的电压U=12V，求流过导体的电流为多大？;三、电流强度的计算方法： ①只有一种电荷定向移动而形成电流时。用I=q/t计算。 ②有正负电荷沿相反方向定向移动而形成电流时，用I=(|q+|+|q-|)/t计算。 ③当有粒子流定向移动而形成电流时，从微观入手，用I=nqsv来计算（n 为电荷体密度，S 为导体