第二章第二章 恒定电流恒定电流 第第一一节节电电 源源 和和 电电 流流 雷鸣电闪时雷鸣电闪时, ,强大的电流使强大的电流使天空发出耀眼的闪光天空发出耀眼的闪光, ,但它只但它只能存在于一瞬间能存在于一瞬间, ,而手电筒中而手电筒中的小灯泡却能持续发光的小灯泡却能持续发光, ,这是这是为什么为什么? ?情景导入情景导入第二章第二章 恒定电流恒定电流一、电源一、电源1 1电源的定义电源的定义电源是不断把电源是不断把 从从正正极极搬搬运运到到负负极极从从而而维维持持正正负负极极之之间间一一定电势差的装置定电势差的装置负电荷负电荷 2电源的作用电源的作用 (1)从从电电荷荷移移动动角角度度看看：电电源源的的作作用用就就是是移移送送电电荷荷，维维持持电电源源正正、负负极极间间有一定的有一定的 ，从从而而保保持持电电路路中中有持续电流有持续电流电源在内部能把电源在内部能把 从从正正极极A搬搬运到负极运到负极B，如左图所示，如左图所示电势差电势差电子电子课前预习课前预习课前预习课前预习第二章第二章 恒定电流恒定电流(2)(2)从能量转化的角度看从能量转化的角度看搬搬运运电电荷荷的的过过程程就就是是克克服服静静电电力力做做功功的的过过程程，从从而而将将其其他形式的能转化为他形式的能转化为 电能电能二、恒定电流二、恒定电流1 1恒定电场恒定电场(1)(1)形形成成：当当电电路路稳稳定定时时，导导线线中中的的电电场场是是由由 _、_等等电电路路元元件件所所积积累累的电荷共同形成的的电荷共同形成的(2)(2)特点：任何位置特点：任何位置 的的 _ 都不随时间发生变化都不随时间发生变化电源电源导线导线电场强度电场强度课前预习课前预习课前预习课前预习第二章第二章 恒定电流恒定电流2 2恒定电流恒定电流(1)(1)定定义义：大大小小、 都都不不随随时时间间变变化化的的电电流流叫叫恒恒定定电流电流(2)(2)大大小小：是是单单位位时时间间内内通通过过导导体体横横截截面面的的电电荷荷量量表表示电流强弱程度的物理量示电流强弱程度的物理量方向方向其其中中：I表表示示电电流流，q表表示示在在时时间间t t内内通通过过导体横截面的导体横截面的 电荷量电荷量课前预习课前预习课前预习课前预习第二章第二章 恒定电流恒定电流4单位：单位：，符号符号A.其他单位：其他单位：毫安毫安(mA)，微安，微安(A).1A103mA106A.5 5方向：规定方向：规定定定向向移移动动的的方方向向为电流方向为电流方向即即电电流流方方向向与与负负电电荷荷定定向向移移动动的的方方向向相相反反6 6测量电流的仪器测量电流的仪器：_安培安培正电荷正电荷电流表电流表课前预习课前预习课前预习课前预习第二章第二章 恒定电流恒定电流一、电源导体中的自由电荷在电场力的导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流作用下发生定向移动形成电流( (瞬时电流瞬时电流) ) 1 1、电流的形成、电流的形成课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学第二章第二章 恒定电流恒定电流装置装置P电源电源2、持续电流的形成、持续电流的形成倘若在倘若在A,B之间连接一个装置之间连接一个装置P,作用作用是不断地把电子从是不断地把电子从A搬运到搬运到B，使，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。持续电流。课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学第二章第二章 恒定电流恒定电流-BA-A+_B_等势体等势体导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件: :导体两端存在电势差导体两端存在电势差AB水池水池导体中自由电子的定向移动使导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体两个带电体成为等势体,达到静达到静电平衡，导线电平衡，导线R中会产生一个中会产生一个瞬时电流瞬时电流抽水机抽水机课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学第二章第二章 恒定电流恒定电流- - - -+ +A+ + + + + + + +_ _ _ _B_ _ _ _ _ _P- - -总结：总结：1.1.电源：能把自由电子从正极搬到负电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置极的装置. .2.2.电源的作用电源的作用: :保持导体两端的电势保持导体两端的电势差差( (电压电压),),使电路有持续的电流使电路有持续的电流. .课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学第二章第二章 恒定电流恒定电流（2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压电电源源的的作作用用是是保保持持导导体体两两端端的的电电压压，使导体中有持续的电流使导体中有持续的电流 3.形成电流的条件 （1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 金属导体金属导体自由电子自由电子 电解液电解液正、负离子正、负离子课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学第二章第二章 恒定电流恒定电流3、单位：安培、单位：安培A其他单位其他单位mAA4、方向：正电荷定向移动的方向、方向：正电荷定向移动的方向金属金属导体中电流的方向与自由电子定导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。向移动的方向相反。二、恒定电流1 1、 定义：定义： 大小、方向都不随时间大小、方向都不随时间变化的电流变化的电流 用单位时间内通过导体横截面的电用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱量表示电流强弱 2 2、公式：、公式：课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学1、在金属导体中，若、在金属导体中，若10s内通过横内通过横截面的电量为截面的电量为10C，则导体中的电，则导体中的电流为流为_A；1时间时间t是多少？是多少？通过的电量通过的电量q是多少？是多少？对点训练对点训练对点训练对点训练2、某电解槽横截面积为、某电解槽横截面积为0.5m2，若若10s内沿相反方向通过横截面内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为的正负离子的电量均为10C，则，则电解液中的电流为电解液中的电流为_A正离子电荷量是多少？负离正离子电荷量是多少？负离子电荷量是多少？子电荷量是多少？总电荷量是多少？总电荷量是多少？2对点训练对点训练对点训练对点训练第二章第二章 恒定电流恒定电流三、电流的微观表达式 推导：推导：一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为的电压，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为设导体的横截面积为s，导体每单位体，导体每单位体积内的自由电荷数为积内的自由电荷数为n，每个自由电荷，每个自由电荷量为量为q。-A AB Bl总电量总电量电荷总数电荷总数nqSvnlSql/ /vNqtQI= = = = =l/v课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学第二章第二章 恒定电流恒定电流AC对点训练对点训练对点训练对点训练第二章第二章 恒定电流恒定电流四、三种不同速率的比较四、三种不同速率的比较(1)(1)三种速率三种速率 电场的传导速率等于光速电场的传导速率等于光速 电子定向移动速率，其大小与电流有关电子定向移动速率，其大小与电流有关 电子热运动速率，其大小与温度有关电子热运动速率，其大小与温度有关(2)(2)三种速率对比三种速率对比课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学第二章第二章 恒定电流恒定电流三种速率三种速率比较内容比较内容电子定向电子定向移动的速率移动的速率电子热运电子热运动的速率动的速率电场传导电场传导的速率的速率物理意义物理意义电流由电荷的电流由电荷的定向移动形定向移动形成，电流成，电流IneSv，其中，其中v就是电子定就是电子定向移动的速向移动的速率率导体内部电子在不导体内部电子在不停地做无规则热停地做无规则热运动，由于热运运动，由于热运动向各个方向运动向各个方向运动的机会相等，动的机会相等，故不能形成电流故不能形成电流等于光速，闭合开关的瞬间，等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成整个电路也几乎同时形成了电流了电流大小大小105m/s105m/s3108m/s课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学解解析析：电电流流传传导导速速率率等等于于光光速速，而而电电子子定定向向移移动动速速率率是是在在电电子子以以较较大大速速率率无无规规则则热热运运动动基基础础上上附附加加一一个个很很小小的的速速率率，AC不不对对B对对自自由由电电子子定定向向移移动动时时仍在无规则的热运动，仍在无规则的热运动，D不对不对答案：答案：B4.以下说法正确的是以下说法正确的是()A自自由由电电子子定定向向移移动动速速率率就就是是电电子热运动速率子热运动速率B自自由由电电子子只只不不过过在在速速率率很很大大的的无无规规则则热热运运动动上上附附加加了了一一个个速速率率很很小的定向移动小的定向移动C电电场场的的传传导导速速率率就就是是导导体体内内自自由电子的定向移动速率由电子的定向移动速率D在在金金属属导导体体内内当当自自由由电电子子定定向向移动时，它们的热运动就消失了移动时，它们的热运动就消失了 对点训练对点训练对点训练对点训练第二章第二章 恒定电流恒定电流1电荷只要移动就一定能形成电流吗？电荷只要移动就一定能形成电流吗？提提示示：不不一一定定只只有有电电荷荷在在电电场场力力的的作作用用下下形形成成的的定定向向移移动动才才能能够够形形成成电电流流例例如如没没有有放放在在电电场场中中的的导导体体其其中中的的自自由由电电荷荷在在做做无无规规则则热热运运动动，其其大大量量自自由由电电荷荷向向各各个个方方向向运运动动的的机机会会均均等等，这这样样不不能能形形成成电电流流问题探究问题探究问题探究问题探究第二章第二章 恒定电流恒定电流2有有电电源源是是否否一一定定会会得得到到持持续续的的电电流流吗吗？一一个个电电路路要要形形成成持持续续电电流流需具备什么条件？需具备什么条件？提提示示：有有电电源源不不一一定定得得到到持持续续的的电电流流，要要得得到到持持续续的的电电流流需需要要同同时时满满足两个条件：足两个条件：(1)(1)电路中有电源电路中有电源(2)(2)电路还必须是闭合的电路还必须是闭合的问题探究问题探究问题探究问题探究第二章第二章 恒定电流恒定电流问题探究问题探究问题探究问题探究第二章第二章 恒定电流恒定电流例例1 1 关于电源以下说法正确的是关于电源以下说法正确的是( () )A A电电源源的的作作用用是是在在电电源源内内部部把把电电子子由由负负极极不不断断地地搬搬运运到到正正极极，从从而而保保持持两两极极之间有稳定的电势差之间有稳定的电势差B B电电源源的的作作用用就就是是将将其其他他形形式式的的能能转转化为电能化为电能C C只只要要电电路路中中有有电电源源，电电路路中中就就一一定定有电流有电流D D电电源源实实质质上上也也是是一一个个用用电电器器，也也需需要外界提供能量要外界提供能量电源在搬运电荷的过程中，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能他形式的能转化为电能在电源内部，将正极上的电子在电源内部，将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变搬运到负极，维持电势差不变电路是否闭合？电路是否闭合？电源是对电路提供能量的装置，电源是对电路提供能量的装置，典例精析典例精析典例精析典例精析第二章第二章 恒定电流恒定电流例例2 2 已知电子的电荷量为已知电子的电荷量为e e，质量，质量为为m m. .氢原子的电子在核的静电力吸氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为引下做半径为r r的匀速圆周运动，则的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多电子运动形成的等效电流大小为多少？少？典例精析典例精析典例精析典例精析第二章第二章 恒定电流恒定电流1 1关于电流的概念，下列说法中正确的有关于电流的概念，下列说法中正确的有( () )A A导体中有电荷运动就形成电流导体中有电荷运动就形成电流B B电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C C在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D D对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零CD课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习第二章第二章 恒定电流恒定电流D课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习第二章第二章 恒定电流恒定电流3将将左左边边的的铜铜导导线线和和右右边边的的铝铝导导线线连连接接起起来来，已已知知截截面面积积S铝铝2S铜铜在在铜铜导导线线上上取取一一截截面面A，在在铝铝导导线线上上取取一一截截面面B，若若在在1s内内垂垂直直地地通通过过它它们们的的电电子子数数相相等等，那那么么，通通过过这这两两截截面面的的电电流流的的大大小小关关系是系是()AIAIBBIA2IBCIB2IAD不能确定不能确定A课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习第二章第二章 恒定电流恒定电流4.如如图图所所示示，有有一一个个电电子子射射线线管管(阴阴极极射射线线管管)，当当从从阴阴极极射射出出的的电电子子，形形成成的的电电流流为为5.6A时时，每每秒秒钟钟从从阴阴极极发发射射出出的的电电子子数数目目为为多多少少？(已已知知e1.601019C)答案：答案：3.51013个个课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习