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第二章 恒定电流
通过人体的电流为什么是瞬时的
问题一:
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电荷被中和
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A
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B
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等势体
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B
A
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
B
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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。
如何得到持续的电流呢?
问题二:
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A
B
P
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A
B
如何使轨道中一直有玩偶在运动?
说一说
一、电源
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A
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+
+
+
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B
P
R
作用:1、能把自由电子从正极搬到负极
2、保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.
怎样使小电珠持续发光?
做一做
导线及周围空间的电场具有怎样的特点?
问题三:
导线及周围空间的电场具有怎样的特点?
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A
+
+
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+
+
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+
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B
P
R
A
B
+
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+
+
+
+
+
+
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静电场
动态平衡
电荷的分布是稳定的 电场的分布也是稳定的
二、恒定电场
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.
基本性质和静电场相同
自由电子在导线中做什么样的运动呢
问题四:
三、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、产生条件:①有自由电荷
②有稳定的电势差
i
t
i
t
i
t
i
t
A
B
C
D
以下哪些是恒定电流呢?
0
0
0
0
上下两个导体中电流大小有区别吗?
如何描述恒定电流的大小呢?
问题五:
如何描述一段路车流量的大小?
A
B
3、电流
3、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
注意:电流是标量
它的运算不遵循平行四边形定则
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除了自由电子定向移动可以形成电流之外,其他电荷移动可以形成电流吗?
NaCl溶液
假设在t时间内通过通过截面的正负离子的电量均为q。
问题六:
自由电子在导线中定向移动的速率有多大呢?
你觉得自由电子在导线中定向移动的速率与以下哪一个运动的速率最接近?
蜗牛爬
人走路
飞机飞行
光运动速度
猜一猜:
① 某段时间t内通过导体B截面的自由电荷总数N?
② 时间t通过横截面B的总电量Q是多少?
③导体中电流的大小是多少
vt
A
B
S
V
注:单位体积内自由电荷数为n
e
电流的微观表达式
总电量
自由电荷总数
neSv
nSvte
t
Ne
t
Q
I
=
=
=
=
t
S
v
vt
单位体积内自由电荷数
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/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-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.
例题
如果认为自由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?
想一想
自由电子定向移动的速度:10-5m/s
电场建立的速度:光速(3×108m/s)
小 结
知识上
方法上
电源的作用
电流的定义
宏观
微观
类比法
微元法
电源是把自由电荷从正极搬运到负极的装置,那么电源本身(如电池)是否充满了正或负电荷呢?
想一想
谢谢!