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文檔簡介
2.1電流電壓電阻+_
雷鳴電閃時(shí),強(qiáng)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?一、溫故知新導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)形成電流.(瞬時(shí)電流)1.電流的形成2.持續(xù)電流的形成
倘若在A,B之間連接一個(gè)裝置P,作用是不斷地把電子從A搬運(yùn)到B,使AB之間始終存在一定的電場(chǎng),從而保持持續(xù)電流。裝置P
電源-BA-A++++++++_B_______等勢(shì)體3.導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件:導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差(電壓)AB水池
導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)體,達(dá)到靜電平衡,導(dǎo)線R中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流。抽水機(jī)---+A+++++++___B_____P--4.電源
①能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置.
②作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路有持續(xù)的電流.--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFt二、恒定電場(chǎng)與恒定電流假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMNE0E0E′
MNE導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng)導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行
假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線.
聚集的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)的性質(zhì)類似于靜電場(chǎng),我們把它稱為恒定電場(chǎng)(steadyeleetricfield).
在恒定電場(chǎng)的作用下,導(dǎo)體中的自由電荷沿電場(chǎng)線方向加速,同時(shí)在運(yùn)動(dòng)過程中又不斷地與導(dǎo)體內(nèi)不能自由移動(dòng)的粒子發(fā)生碰撞而減速。
從宏觀上看,這些自由電荷定向移動(dòng)的速率保持不變,即電流的大小保持不變,這種電流稱為恒定電流。1.存在自由電荷
金屬導(dǎo)體——自由電子電解液——正、負(fù)離子2.導(dǎo)體兩端存在電壓
當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí),導(dǎo)體內(nèi)建立了電場(chǎng),導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng),形成電流.電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓,使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流.三、形成電流的條件
水管里的水流有緩急之分,如何表述呢?從水管流出的水量與所用的時(shí)間之比來表示。導(dǎo)體中的電流是否也有大小之分?又如何表示它呢?通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時(shí)間t的比值四、電流1.定義:通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量q跟通過這些電荷所用時(shí)間t的比值,叫做電流(current),用符號(hào)I表示,即(定義式)4.方向不隨時(shí)間改變的電流叫做直流(directcurrent),方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間改變的電流叫做恒定電流(steadycurrent).注意:我們通常所說的直流大多數(shù)指恒定電流3.方向:我們規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向在金屬導(dǎo)體中,電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。在電解質(zhì)溶液中,電流的方向與正離子定向移動(dòng)的方向相同,與負(fù)離子定向移動(dòng)的方向相反。(電流盡管既有大小又有方向但還是標(biāo)量)2.單位:安培,簡稱安,符號(hào)是A
常用單位:毫安(mA)和微安(uA)1mA=10-3A
1uA=10-6A
既然在導(dǎo)體的兩端加上電壓,導(dǎo)體中才有電流,那么,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢?分壓電路:(控制電路)可以提供從零開始連續(xù)變化的電壓實(shí)驗(yàn)電路ESRBAV測(cè)量電路:
測(cè)導(dǎo)體B的電流、電壓2.表達(dá)式:1.內(nèi)容:
通過導(dǎo)體的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體的電阻R成反比.五、歐姆定律六、電流的微觀表達(dá)式-------ABι一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體長為l,兩端加一定的電壓,自由電荷定向移動(dòng)的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷量為q。求出導(dǎo)體中的電流?解:總電量電荷總數(shù)(決定式)由①②化簡得代入數(shù)值解得v=7.5×10-5m/s例1.有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)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=6.62×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率。②
①③解:設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率是v,通過橫截面的電荷量是由電流的定義討論交流
如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動(dòng)速率就是電流的傳導(dǎo)速率,和我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符?怎樣解釋?
電子定向移動(dòng)的速率約10-5m/s,電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s,電場(chǎng)的傳播速率3×108m/s.(1)電流傳導(dǎo)速率等于光速,電路一接通,導(dǎo)體中的電子立即受到電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng)形成電流。(對(duì)整體而言)(2)電子定向移動(dòng)速率,其大小與電流有關(guān),一般每秒為10-2~10-3m的數(shù)量級(jí)。(對(duì)每個(gè)電子而言)(3)電子熱運(yùn)動(dòng)速率,任何微觀粒子都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),其速度與溫度有關(guān),通常情況為每秒幾百米。七、三種速度的區(qū)別八、認(rèn)識(shí)多用電表1、形成電流的條件:(1)存在自由電荷(2)導(dǎo)體兩端存在電壓2、電源的作用:提供持續(xù)的電壓3、導(dǎo)線中的電場(chǎng):導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行.(恒定電場(chǎng))4、恒
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