2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：恒定電流

1、恒定電流 恒定電流一、電流 電流密度載流子：電荷的攜帶者，如自由電子（金屬導(dǎo)體） 空穴（半導(dǎo)體） 、正負(fù)離子（電解液）電流 電荷的定向運動。電流形成條件 (導(dǎo)體內(nèi))：導(dǎo)體內(nèi)有可以自由運動的電荷； 導(dǎo)體內(nèi)要維持一個電場。電流強度：單位時間通過導(dǎo)體某一橫截面的電量。方向：正電荷運動的方向有方向的標(biāo)量。單位：安培（A）。恒定電流：電流的大小和方向不隨時間而變化。電流密度 精確描述導(dǎo)體中電流分布情況，是空間位置的矢量函數(shù)。電流密度矢量定義：方向與該點正電荷運動方向一致大小等于垂直于電流方向的單位面積的電流。單位：附： 電流連續(xù)性方程電荷守恒定律：在孤立系統(tǒng)中，總電荷量保持不變。在有電荷流動的導(dǎo)體內(nèi)任區(qū)

2、一閉合曲面S， dt 時間內(nèi)通過S向外凈流出的電荷量應(yīng)等于同一段時間內(nèi)S內(nèi)電荷量的減少。即 上式是電荷守恒定律的數(shù)學(xué)表述，又稱電流連續(xù)性方程。電流連續(xù)性方程電源的電動勢 在導(dǎo)體內(nèi)形成恒定電流必須在導(dǎo)體內(nèi)建立一個恒定電場，保持兩點間電勢差不變。 把從B經(jīng)導(dǎo)線到達(dá)A的電子重新送回B，就可以維持A、B間電勢差不變。 完成這一過程不能依靠靜電力，必須有一種提供非靜電力的裝置，即電源。 電源不斷消耗其它形式的能量克服靜電力做功。導(dǎo)體內(nèi)恒定電場的建立 電源的電動勢內(nèi)電路：電源內(nèi)部正負(fù)兩極之間的電路。外電路：電源外部正負(fù)兩極之間的電路。 內(nèi)外電路形成閉合電路時，正電荷由正極流出，經(jīng)外電路流入負(fù)極，又從負(fù)極經(jīng)

3、內(nèi)電路流到正極，形成恒定電流，保持了電流線的閉合性。導(dǎo)體內(nèi)恒定電場的建立 電源的電動勢二、電源的電動勢電源電源：電源內(nèi)部，“非靜電力”作功，把電荷從電勢能低的一端移到電勢能高的一端，把其他形式的能量轉(zhuǎn)變成電能。電動勢：電源把單位正電荷經(jīng)內(nèi)電路從負(fù)極移到正極的過程中，非靜電力所作的功。 定義式：作用：通過內(nèi)部電荷的移動，保持外電路電場Es存在。單位：，即電源電動勢 電源的電動勢等于把單位正電荷從負(fù)極經(jīng)內(nèi)電路移動到正極時所做的功，單位為伏特。 電源的電動勢的方向規(guī)定：自負(fù)極經(jīng)內(nèi)電路指向正極。 電源迫使正電荷dq從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移動到正極所做的功為dA，電源的電動勢為導(dǎo)體內(nèi)恒定電場的建立 電源的電動

4、勢反映電源作功能力，與外電路無關(guān)是有方向標(biāo)量，規(guī)定其方向為電源內(nèi)部負(fù)極指向正極電源外部回路Ek=0， 非靜電場場強沿整個閉合回路的環(huán)流等于電源電動勢。 說明：從場的觀點來看：非靜電力對應(yīng)非靜電場Ek。非靜電場把單位正電荷從負(fù)極B經(jīng)電源內(nèi)部移到正極A作功為太陽能電池美軍薄膜太陽能電池帳篷鋰電池電源 設(shè)在時刻t1到t2時間內(nèi)，通過閉合導(dǎo)體回路的磁通量由變到 。那么，對上式積分，就可以求得在這段時間內(nèi)通過回路導(dǎo)體任一截面的感應(yīng)電荷量為 設(shè)閉合導(dǎo)體回路中的總電阻為R，由全電路歐姆定律得回路中的感應(yīng)電流為:感應(yīng)電流：如果閉合回路電阻為R,則回路感應(yīng)電流磁通量變化快慢無關(guān)。q只和有關(guān)和電流變化無關(guān)，即和Bq=iIdtt1t2磁通計的原理：上式表明，在一段時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量與這段時間內(nèi)導(dǎo)線回路所