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第1节 电源和电流
--人教版高中物理必修三课件
第十一章 电路及其应用
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
闪电只能存在于一瞬间,而台灯却能持续发光,这是为什么
一、电流的形成
1、电流形成:自由电荷的定向移动形成电流
金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子
导线中自由电子的定向移动使两导体成为一个等势体,达到静电平衡,导线中的电流只是瞬时的。
A
+
+
+
+
+
+
+
+
-
B
A
-
B
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两导体存在电势差
当两导体存在电势差时,导线内建立了电场,导线中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流.
如何产生持续电流?
持续的电势差
-
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+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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P
-
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1、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.(电源+闭合回路)
A
B
连通器
水位A
水位B
抽水机
水流
二、电源
恒定电场
电场强度不变
自由电子在各个位置的定向运动速率也不变
恒定电流:大小、方向不随时间变化
三、恒定电流
粒子 碰撞
1、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
2、定义式:I= q / t
适用于任何电流。
四、电流(电流的强弱程度)
3、单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s
常用单位:毫安(mA)、微安(μA)
4、方向:正电荷定向移动的方向
例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________A。
例2:某电解池,如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和10.0×1018个一价负电子通过某横截面,那么通过这个横截面的电流强度是多大?
注意①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q为正电荷总电荷量和负电荷电量的绝对值之和。
五、电流的微观表达式
电荷的热运动,从宏观上看,不能形成电流.
在加有电压的一段粗细均匀的导体上,导体的横截面积为S.导体每单位体积内的自由电子数为n,电荷的定向移动速率为v,则在时间t 内通过某一横截面的电荷量
I=q/t=neSv
q=neSvt
电子热运动速率:
任何微观粒子都做无规则运动,其速率和温度有关,通常情况为105 m/s
电子定向移动速率:
其大小与电流有关,电流I=neSv,其中v就是电子定向移动的速率,一般数量级为10-5m/s(对每个电子而言)
电流传导速率:
等于光速,电路一接通,导体中的电子立即
受到电场力作用而定向移动形成电流(对整体而言)
1、形成电流的条件:
2、电源的作用:提供持续的电压、搬运电荷
3、恒定电场:由稳定分布的电荷产生的稳定电场
4、恒定电流: 大小方向都不随时间变化的电流.
5、电流:电流的强弱程度.
(1)定义式 :I=q / t
(2)金属导体中电流的微观表达式(注意n的含义)
小结:
I=q/t=neSv
(3)电流虽有大小和方向,运算遵循代数法则,但不是矢量.
(4)q=It是求电荷量的重要公式
(5)定义式求的是电流在时间t内的平均值,对恒定电流来说,其瞬时值与平均值相等.
(6)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,应用I= 时,q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.
(7)不能说I∝q,因为由I=nq′Sv(决定式),可知I与q及t无关