定义式 I q
t
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作业:P43 1、2、3
新课标高中物理选修3－1
第二章 恒定电流
电源和电流
1、了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中 的作用。 2、理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和 恒定电流的形成过程。 3、知道描述电流强弱的物理量——电流。
• 电闪雷鸣时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光, 但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却 能持续发光,这是为什么?
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四、电流的微观表达式
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向 移动的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自 由电荷数为n，每个自由电荷量为q。
荷定向移动的方向 D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方
向相同，有时与负电荷定向移动的方向相 同
C
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例1、在金属导体中，若10s内通过某 一横截面的电量为10C，问导体中的电流 为多大？
解：根据电流的定义式得到通过导体的 电流为1A．
例2：氢原子的核外只有一个电子，
设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做 匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e， 运动速率为v，求电子绕核运动而形成的
等效电流多大？
I q ev
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三种速度的区别
（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即 受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）
（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-2— -10-3m的数量级。（对每个电子而言）
图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为t，则
这段导线的长度为vt，体积为vts，质量为ρvts，则这段
导线中的原子数为
n
vt
M
s
N
A
v
v
则这段导线中的自由电子数也为n，
t时间内通过导体横截面的电荷量是
q
=
vt
ne =
ρvts M
NAe
把这个式子代入I＝q/t,得 I = ρvsNAe
M
解得
v = IM ρSN Ae
❖你知道吗？
1 手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。 2 电子手表工作时，液晶显示屏的电流为0.2μA左右。
3 彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源的工作电流为
0.4A左右；屏幕为29 吋,电源的工作电流为1A左右。
50Hz的交流电，人能感触到的触电电流为1mA，能够自
4 行摆脱电源的触电电流为10mA，触电电流达到50mA以
讨论:
在有电源的电路中,导 线内部的电场又有何特点?
导线中的电场
Ft
N
假设在电源正、负极之间 F
连一根导线
Fn M
E0
+ ++ + A+
+ ++
___
_ _
B _
_ _
-
P
-
E′
M
N
E0
E0
N
M E
二、恒定电场
分析表明:导线内的电场，是由电源、 导线等电路元件所积累的电荷共同形 成的。尽管这些电荷也在运动，但有 的流走了，另外的又来补充，所以电 荷的分布是稳定的，电场的分布也稳 定。这种由稳定分布的电荷所产生的 稳定的电场,称为恒定电场.
个自由电子.
s
v
v
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vt
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设自由电子在导线内定向移动的速率是v。取一段导线（如
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3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是 A．金属导体中电流的方向就是自由电子定
向移动的方向 B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离
子，电流方向不能确定 C．不论何种导体，电流的方向规定为正电
—
—
_— _
__
B _
__
P
—
能保持导体两端的 电势差(电压),使电 路中有持续的电流.
抽水机
A B
连通器
水流
小结:形成电流的条件
（1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电解液——正、负离子
（2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，
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．
总结:
电流强度的计算方法：
①只有一种电荷定向移动而形成电流时。用 I=q/t计算。
②有正负电荷沿相反方向定向移动而形成电流 时，用I=(|q+|+|q-|)/t计算。
③当有粒子流定向移动而形成电流时，从微观 入手，用I=nqsv来计算（n 为电荷体密度，S 为导体横截面积，v为电荷定向移动速率）
④已知导体的电阻及加在导体两端的电压时， 流过导体的电流用欧姆定律I=U/R来计算。
t 2R
例3：如图所示，在cuso4溶液中，正负离 子定向移动，测得2s内有1X1019个cu2+与 1X1019个so42-通过溶液内部的横载面M,问：溶 液中的电流方向向哪里？电流强度为多大？ 方向由A到B,电流强度为3.2A。
AB M
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思考与讨论
有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果在它们 之间连接一条导线， A、B之间的电势差会发生什么 变化？最后，A、B两个导体会达到什么状态？导线中 能否出现电流？这个电流有什么特点？
—
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A
B
问题：怎样才能形成持续的电流？ ►分析问题
—
++ +A+ +++
二、电源
-
+ ++ +A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A
A 抽水机 B
水池
B
一、电源
1、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置
2、作用：保持导体两端的电势差(电压),使导 体中有持续的电流.
-
A
抽水机
-
A
连通器
BB
+ ++ + A+
+ ++
-
_ __
_ _
B _
_ _
-
水流
P
-
拓展:电源P把电子从A搬运到B的过程中,电子的电 势能如何变化?从能量的角度看发挥了怎样的作用？
巩固训练
1.导体中电流是0.5A，求半分钟内通过 导体横截面的电子数？（保留1位有效 数字）
n=1x1020个
2、有一横载面积为S的铜导线，单位体积内 的自由电子数目为n，电子电量为e，定向移 动速率为V，则在t时间内，通过导线某一横 载面的自由电子数目为多少？
N=nSVt
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【例4】有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流
I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量
M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定
向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一
恒定电场 电场强度不变 自由电子定向运动的 平均速率不变 串一个电流表,读数不会变
恒定都不随时间变化的电流称为恒定电流。
2.电流(I)：表示电流强弱的物理量，是由电荷的定向移动形 成的。
定义：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时
间t的比值叫做电流。
公式： I q 单位:国际单t 位 安培(A)
上，将引起心室颤动。因此，国际电工委员会规定的安全 电流（摆脱电流）为10mA
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