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11.1 电源和电流
第十一章 电路及其应用
感应起电机产生“人工闪电 ”，形成瞬间电流，而手电筒中的小灯
泡却能持续发光，这是为什么呢
议一议
根据初中学习，电流是如何形成的？ 电流：电荷的定向移动形成了电流
形成电流前导体中有自由电子吗？他们在做什么运动？
有，在永不停息的做无规则热运动
通常情况下，金属中的自由电子不断地做无规则的热运动，它们朝任何方向运动的机率都一样。从宏观上看，没有电荷（自由电子）的定向移动，因而也没有电流。
回顾 ：预备知识
如何让电路中
持续存在电流
水流是如何源源不断的流动

水势A
连通器
水势B
思考：建模型、类比
B
-
A B
+A
-
-
-
-
+
+
+
+
装置P
持续电流的条件： 存在自由电荷、电 源且电路闭合
电源：能把电子从正极搬运到负极的装置
++
电源
-
B 。
t +)
+
\-J
-
-
-
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)
连通器
水势B
一、电源
使电路中有持续的电流
-
-
-
_ B
+
-
水势A
抽水机
P
+ +
+
+
+ +
水流
-
A
B
A
电源中电势高的一极是正极，电势低的一极是负极。
一、电源
常见电源
铅蓄电 池 锂 电 池
干 电 池 太 阳 电 池
现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品都需要配备各式各样的电源。关于电源以下说法正确的是( B )
A. 电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差
B. 电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C. 只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D. 电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
课堂练习
Ft N
F
M
N
考虑导线内很快
形成沿导线方向
的稳定电场
_
+
_
导体中自由电荷定向移动的原因：导体内存在电场
+
A
"...……"
B
二、恒定电场
E ′
M
N
,'
E E0
M
E
+ +
P
_
-
-
E0
Fn
+
_
_
+
+
_
_
2.特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随时间变化，基本性质与静电场相同；
3.适用情况：在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系同样适用于恒定电场。
1.恒定电场：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——恒定电场。
二、恒定电场
恒定电场是否产
生大小、方向都
不随时间变化的
恒定电流呢？
恒定电流： 大小、方向都不随时间变化的电流
恒定电流
模型建构
1.建立模型
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平
宏观电流与自由电子定向移动的平均速率又有什么关系呢？
个自由电荷量为q。
2. 理论推导
导体中的自由电荷数
均速率为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
l
S
-
所有这些电荷通过横截面所需要的时间
故导体AB中的电流
总电荷量
- -
-
-
-
-
版权所有：徐圣钦
QQ：
894665727
由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而
在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定。
恒定电流： 大小、方向都不随时间变化的电流
三、恒定电流
版权所有：徐圣钦
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894665727
1 、 某电解池中，若在2秒的时间内各有2.0×1019 个二价
正离子和1.0×1019 个一价负离子通过截面，那么通过这个截面的电流是多少？
注意：当正负电荷同时向相反的方向通过截面时，
电荷量应该是两者绝对值的和。
课堂练习
2.原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。
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？
课堂练习
思考：既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路 中的电灯立刻就亮了呢？
实际上，闭合开关的瞬间，电路 中的各个位置以光速迅速建立了电场。随着电场的建立，电路中各处的自由 电子在静电力的作用下几乎同时开始 做定向移动，整个电路也就几乎同时 形成了电流。 电子定向移动的平均速率约10-4 105m/s
m/s
电子热运动的平均速率
四、三种速率
电场的传播速率3×108m/s
一. 电源： 能把电子从负极搬运到正极的装置
二、恒定电场的特点
课堂小结
四、三种速率

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