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1、第二章恒定电流,第二章恒定电流,第一节电源和电流,一、电源1定义：能把电子源源不断地从正极搬运到负极的装置2作用：(1)维持电源的正、负极间有一定的_(2)在闭合电路中，把电子从电源的_极搬运到电源的_极,电势差,正,负,二、恒定电流1恒定电场(1)定义：由电路中稳定分布的_所产生的稳定电场(2)形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由_、_等电路元件所积累的电荷共同形成的(3)特点：任何位置的电场强度都不随_变化,电荷,电源,导线,时间,特别提示：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用,2恒定电流(1)电流形成：电荷的_形成电流定义：通过导体横截面的_与通过
2、这些电荷量所用_的比值公式：I_.物理意义：表示电流_程度的物理量.,定向移动,电荷量,时间,强弱,单位：在国际单位制中，电流的单位是_，符号是A，常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(A)，换算关系为：1 A103 mA106 A.方向：电流有方向，但它是标量，规定导体内_电荷定向移动的方向为电流的方向.(2)恒定电流：_和_都不随时间变化的电流,安培,正,大小,方向,想一想在电解液和金属导体中都可以形成电流，它们形成电流时有什么不同？提示：金属导体中是自由电子定向移动形成电流，而电解液中是正、负离子定向移动形成电流,3.电流的微观表达式I _，其中n表示导体单位体积内的自由电荷数，q表示每
3、个自由电荷的电荷量，S表示导体的横截面积，v表示导体中自由电荷_的速率,nqSv,定向移动,如图211所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2 s内分别有1.01018个Na和Cl通过溶液内部的横截面M，溶液中的电流方向如何？电流为多大？图211,【思路分析】审题时要明确电流的方向是正电荷定向移动的方向，找准题目图示中正电荷定向移动的方向是关键；求电流的大小，关键是求出通过M的电荷量是多少,【精讲精析】NaCl溶液导电是靠自由移动的Na和Cl，它们在电场力作用下向相反方向运动因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na定向移动的方向相同，即由A流向B.
4、Na和Cl都是一价离子，每个离子的电荷量为e1.61019 C,NaCl溶液导电时,Na由A向B定向移动,Cl由B向A定向移动，负离子的运动可以等效,【答案】由A流向B0.16 A【方法总结】计算电流时，首先要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷,还是正、负离子同时存在其次要注意计算电流大小时，只需代入电荷量的绝对值,变式训练1如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过导体横截面的自由电子数目是多少？若“220 V60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA,则20 s 内通过灯丝的横截面的自由电子数目是多少？,答案：6.251015个3.41019个,在求解电流过程中，有的电流
5、和我们常见的形式是不相同的，并不是在导体内的电荷的定向移动形成的常见的情况如电子绕核运动、经电场加速的粒子流、带电体的运动等,这些问题可以通过等效方法进行求解,原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e,等效电流有多大？方向如何？,变式训练2(2012福建宁德一中高二检测)半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流应满足(),A若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B若电荷量Q不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
6、C若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小,1建立模型：如图212所示，AD表示粗细均匀的一段导体l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.,图212,有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速率为v，则在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为(),【答案】AC【规律总结】在电流的微观表达式InqSv中，n为导体单位体积内的自由电荷数，是由导
7、体本身的材料决定的，与导体的长度和横截面的大小无关,变式训练3.如图213所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面 A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的()图213,A电流相等B电流不相等C自由电子定向移动的速率相等D自由电子定向移动的速率不相等,三种速率的比较1电子定向移动速率(1)物理意义：电流就是由电荷的定向移动形成，电流IneSv，其中v就是电子定向移动的速率，一般为105 m/s的数量级(2)大小：105 m/s,2电子热运动速率(1)物理意义：构成导体的电子在不停
8、地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为105 m/s.(2)大小：105 m/s,3电流传导速率(1)物理意义：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流(2)大小：3108 m/s,经典案例(2012四川绵阳南山中学高二检测)以下说法正确的是()A只要有可以自由移动的电荷,就存在持续电流B金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了,【解题样板】要有持续电流必须有电压，A不对导体中形成电流的原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确电流的传导速率等于光速，电子定向移动的速率很小，C不对在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D不对【答案】B,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,
