扬中市第二高级中学 徐金杯

实验对比

实验结论

s 1

2

开关先接 1 ，再接 2 ，有什么现象？

s

开关闭合后有什么现象？

实验解释

-

BAA

+

++

+++

+ +_

B__

__ _

__

-

等势体

1、瞬时电流

2、持续电流

-

- -+A+

+ +++

+ +___

B_____

P

- -

-

- -+A+

+ +++

+ +___

B_____

P

- -

作用 : 保持导体两端的电势差 ( 电压 ),使电路有持续的电流 .

能把自由电子从正极搬到负极的装置

电 源

2、持续电流

-

- -+A+

+ +++

+ +___

B_____

P

- -

——条件：导体两端存在电势差

导线中的电场有何

特点

导线中的电场

A B

假设在电源正、负极之间连一根导线

M

N

E0

M

N

E0 M

N

E

E

E0

E′

导线内形成沿导线方向的电场

F

Fn

Ft

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。

形成：形成：

导线中的电场

导线内的电场线与导线平行；特点：特点：

由稳定分布的电荷产生的稳定的电场

与静电场的关系：其基本性质与静电场相同，在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用。

电荷的分布是稳定的；导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。

恒定电场

各处电场强度不变

自由电子在各个位置的定向运动速率

增加

串一个电流表 , 读数不会变 ( 恒定电流 )

自由电荷与导体内不动的粒子的

碰撞

自由电子定向运动平均速率不变

大小和方向都不随时间变化的电流

用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱

t

qI

电 流物理意义： 表示 电流强弱程度 的物理量。

大 小：

定义式：

单 位： 安培 A 其他单位 mA μA

方 向： 规定正电荷定向移动的方向为电流方向

时间 t 内通过某横截面的电量

注意：电流是标量！

[例 1] 某电解池中，若在 2 s内各有 1.0× 1019个二价正

离子和 2.0× 1019个一价负离子通过面积为 0.1m2 某截面，那么通

过这个截面的电流是 ( )

A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A

电解液导电时，正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用 I=q/t时， q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。

电流的微观表达式：

---

--

--

A B

L=vt

一段两端加有电压的粗细均匀的导体，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 ，电荷的定向移动速率为 v ，导体中的电流的表达式如何？

在导体上取截面 A 和 B ，相距L=vt，时间 t内两截面间的所有电荷都能通过截面 B 。

I＝ nSvtqt＝nqvS

推导：

q 总t

Nqt

＝ ＝

[ 例 2] 有一横截面为有一横截面为 SS ＝＝ 1mm1mm22 的铜导线，流经其中的铜导线，流经其中的电流为的电流为 I=1AI=1A，已知铜的密度为，已知铜的密度为 ρ=8.9×10ρ=8.9×1033Kg/mKg/m33 ，，铜的摩尔质量为铜的摩尔质量为 MM ＝ ＝ 6.4×106.4×10 －－ 22Kg/molKg/mol ，阿伏加得，阿伏加得罗常数罗常数 NNAA ＝ ＝ 6.02×106.02×1023 23 /mol/mol ，电子电量为，电子电量为 e= 1.6×10e= 1.6×10－－ 1919C C 。在这个问题中可认为每个铜原子贡献一个电。在这个问题中可认为每个铜原子贡献一个电子，求铜导线中自由电子定向移动速率子，求铜导线中自由电子定向移动速率 vv。。

I＝ nevS

nev SI＝ ＝ ρNAeS

IM

＝ sm /105.7 5

　　三种速率比较内容　　

电子定向移动的速率

电子热运动的速率

电流传导的速率

物理意义

大 小

三种速率的区别

电流就是由电荷的定向移动形成，电流 I＝ neSv，其中 v 就是电子定向移动的速率 ( 对每个电子而言 )

构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流

闭合开关的瞬间，电路中各处迅速建立恒定电场，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（对整体而言）

105m/s 3×108m/s10-5m/s

小 结

nqsvI

形成电流的条件：

（ 1 ）存在自由电荷（ 2 ）导体两端存在电势差

电源的作用： 保持导体两端的电势差导线中的电场 :

沿导线切线方向的恒定电场

恒定电流 : 大小方向都不随时间变化的电流 .

电流 : 表示电流的强弱程度的物理量 .（ 1 ）定义式 I=q / t（ 2 ）金属导体中电流的微观表达式

单位体积内自由电荷数目

每个自由电荷的电量

导体横截面积

电荷定向移动速率