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高中物理电源和电流 第一页，共二十一页，2022年，8月28日 1.了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用. 2.理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程. 3.知道描述电流强弱程度的物理量——电流. 第二页，共二十一页，2022年，8月28日 雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么? 第三页，共二十一页，2022年，8月28日 B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 等势体 用导线R连接两个分别带正负电荷的导体，导线中有没有电流通过？为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？ 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。 A得到电子，B失去电子，周围电场迅速减弱. 第四页，共二十一页，2022年，8月28日 A B 水池 抽水机 如图，水池A、B的水面有一定的高度差，若A、B之间用一个细管连起来，则水在重力的作用下从水池A到水池B做定向移动，A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬间的水流. 怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？ 水池A中的水量要及时补充才行。可 将B中的水及时抽到A中，保持水池 A、B的水面有一定的高度差。 第五页，共二十一页，2022年，8月28日 B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 如果在A、B之间接上一个装置P，它能把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？ - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 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 能保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流。 R R R 第六页，共二十一页，2022年，8月28日 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 一、电源 1.能把自由电子从正极搬运到负极的装置. 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流. 第七页，共二十一页，2022年，8月28日 二、恒定电场 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，电场的分布也是稳定的. 由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。 第八页，共二十一页，2022年，8月28日 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 串联一个电流表,读数不会变 恒定电流 第九页，共二十一页，2022年，8月28日 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.电流(I)：表示电流的强弱程度。 定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。 公式： 单位:国际单位 安培(A) 1 A=1 C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向：正电荷定向移动的方向 第十页，共二十一页，2022年，8月28日 （1）适用于任何电荷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）的定向移动的方向相反； （3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，电荷量q表示通过横截面的正、负离子电荷量绝对值之和。 注意： 第十一页，共二十一页，2022年，8月28日 vt v s v 【例1】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A,已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4× 10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19 C,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. 第十二页，共二十一页，2022年，8月28日 【解析】设自由电子在导线内定向移动的速率是v.取一段导 线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为 t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS，质量为ρvtS，则 这段导线中的原子数为 则这段导线中的自由电子数也为n， t时间内通过导体横截面的电荷量是 把这个式子代入I＝q/t,得 解得 vt v v 第十三页，共二十一页，2022年，8月28日 如果认为电子的定向移动速率就是电流的传导速率，这和我们的生活经验是否相符？怎样