導體中的電場和電流

關(guān)于導體中的電場和電流第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日

電閃雷鳴時,強大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是為什么?第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日電流的形成1．電流：

電荷的熱運動，從宏觀上看，不能形成電流。

電荷的定向移動形成電流。第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日-RA++++++++_B_______等勢體導體中產(chǎn)生電流的條件:導體兩端存在電勢差A(yù)B水池導體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達到靜電平衡，導線R中會產(chǎn)生一個瞬時電流。-BAR抽水機第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日---+A+++++++___B_____P--一.電源1.能把自由電子從正極搬運到負極的裝置。2.作用:移送電荷

保持導體兩端的電勢差

,使電路有持續(xù)的電流。第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日

3、形成電流的條件（1）存在自由電荷金屬導體——自由電子電解液——正、負離子（2）導體兩端存在電壓

當導體兩端存在電壓時，導體內(nèi)建立了電場，導體中的自由電荷在靜電力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流。電源的作用是保持導體兩端的電壓，使導體中有持續(xù)的電流。第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日

導線內(nèi)的電場，是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補充(動態(tài)平衡)，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。-----恒定電場第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日

恒定電場

由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場。第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日恒定電場電場強度不變自由電子在各個位置定向運動的平均速率也不變串一個電流表,讀數(shù)不會變恒定電流第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日

二.恒定電流1、電流(I):表示電流的強弱程度。

定義:通過導體橫截面的電量q與通過這些電量所用時間t的比值叫做電流。

公式:I=q/t

單位:國際單位

安培(A)1A=1C/s

常用單位：毫安（mA）、微安（μA）

方向:正電荷定向移動的方向。電流是標量：它的運算不遵循平行四邊形定則。第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日注意（1）適用于任何電荷定向移動形成的電流；（2）在金屬導體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動方向相反；（3）在電解液中，電流方向與正離子定向移動

方向相同，與負離子定向移動方向相反。導電時，是正負離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負離子電量絕對值之和。第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日

二.恒定電流1、電流(I):表示電流的強弱程度。

定義:通過導體橫截面的電量q與通過這些電量所用時間t的比值叫做電流。

公式:I=q/t

單位:國際單位

安培(A)1A=1C/s

常用單位：毫安（mA）、微安（μA）

方向:正電荷定向移動的方向。電流是標量：它的運算不遵循平行四邊形定則。

2、恒定電流：大小和方向都不隨時間變化的電流。第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日1、在金屬導體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導體中的電流為________A；

1A

2、某電解槽橫截面積為0.5m2，若10s內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正負離子的電量均為10C，則電解液中的電流為_______A．

2A

課堂訓練第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日3．電流的微觀表達式

在加有電壓的一段粗細均勻的導體AD上選取兩個截面B和C，設(shè)導體的橫截面積為S．導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個電荷的電荷量為q，電荷的定向移動速率為v則：在時間t內(nèi)處于相距為vt的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過截面C

。第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日已知：n為單位體積內(nèi)的自由電荷的個數(shù)，S為導線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動速率。在時間t內(nèi)通過導體某截面的電量為:Q=(VtS)nq所形成的電流為:

I=Q/t=nqSV

第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日例題:有一條橫截面積S=1mm2的銅導線,通過的電流I=1A,已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C,求銅導線中自由電子定向移動的速率。（可認為銅導線中平均每個銅原子貢獻一個自由電子。vtvsv第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日思考題

如果認為電子的定向運動速率就是電流傳導速率，和我們的生活經(jīng)驗是否相符？怎樣解釋？

電子定向移動的速率約10-5m/s，電子熱運動的平均速率105m/s，電場傳播速率3×108m/s.第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日1、形成電流的條件：（1）存在自由電荷（2）導體兩端存在電壓2、電源的作用：提供持續(xù)的電流3、導線中的電場:導線內(nèi)的電場線保持和導線平行。(恒定電場)4、恒定電流:大小方向都不隨時間變化的電流。5、電流:表示電流的強弱程度的物理量。

（1）定義式I=q/t

（2）金屬導體中電流的計算式小結(jié):n為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)目，S為導體橫截面積，v為電荷定向移動速率，q為每個自由電荷的電量。第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日課堂訓練3、關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是A．金屬導體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向B．在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負離子，電流方向不能確定C．不論何種導體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向D．電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負電荷定向移動的方向相同C第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日課堂訓練4、某電解質(zhì)溶液，如果在1s內(nèi)共有5.0×1018個二價正離子和1.0×1019個一價負離子通過某橫截面，那么通過電解質(zhì)溶