1、11、1 电源和电流电源和电流 电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，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？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？一、电源一、电源 有有 A、B 两个导体，分别带正、负电荷。从前两章的内容可以知两个导体，分别带正、负电荷。从前两章的内容可以知道，它们的周围存在着电场。如果在它们之间连接一条导线道，它们的周围存在着电场。如果在它们之间连接一条导线 H（图（图 11.1-1），导线），导线 H 中的自由电子在静电力的作用下沿导线做定向运动，中的自由电子在
2、静电力的作用下沿导线做定向运动，形成电流。由于形成电流。由于B 失去电子，失去电子，A 得到电子，得到电子，A、B 之间的电势差很快之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。这种情况下，导线消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。这种情况下，导线 H 中的电流只是瞬间的。中的电流只是瞬间的。 自由电子的定向运动使两个带电体成为等势体，自由电子不能持自由电子的定向运动使两个带电体成为等势体，自由电子不能持续定向流动。如何才能使导线续定向流动。如何才能使导线 H 中存在持续的电流呢？中存在持续的电流呢？ 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（图（图 11.1
3、-2），它能在），它能在 B 失去电失去电子的过程中，不断地从子的过程中，不断地从 A 取走电子，补充给取走电子，补充给 B，使，使 A、B 始终带一定数始终带一定数量的正、负电荷。这样，量的正、负电荷。这样，A、B 之间始终存在电势差，之间始终存在电势差，H 内就会存在持续内就会存在持续的电流。能把电子从的电流。能把电子从A 搬运到搬运到 B 的装置的装置 P 就是电源（就是电源（power source），），A 和和 B 是电源的两个电极。手电筒中的小灯泡能持续发光，是因为电路是电源的两个电极。手电筒中的小灯泡能持续发光，是因为电路中有电源，使得电路中的电流能够持续存在。中有电源，使得电
4、路中的电流能够持续存在。二、恒定电流二、恒定电流 详尽的分析表明，详尽的分析表明，A、B 周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所周围空间的电场是由电源、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，电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不会随时又来补充，电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场（steady electric field）。）。
5、在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向运动，在运动过程在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，结中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。果是大量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，电流表的示数将保持恒如果我们在这个电路中串联一个电流表，电流表的示数将保持恒定。我们把大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流定。我们把大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流（steady current）。这一章我们研
6、究恒定电流。）。这一章我们研究恒定电流。 电流的强弱程度用电流（电流的强弱程度用电流（electric current）这个物理量表示。）这个物理量表示。单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大。如果用单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大。如果用 I 表表示电流、示电流、q 表示在时间表示在时间 t 内通过导体横截面的电荷量，则有内通过导体横截面的电荷量，则有 在国际单位制中，电流的单位是安培（在国际单位制中，电流的单位是安培（ampere），简称安，符），简称安，符号是号是 A。从上述公式可知。从上述公式可知1 C1As 常用的电流单位还有毫安（常用的电流单位还有毫安（m
7、A）和微安（）和微安（A），它们与安培的），它们与安培的关系是关系是 1 mA 10-3 A 1 A 10-6 A归纳总结归纳总结三、电流的微观解释三、电流的微观解释5、电电荷荷有有三三种种速速率率：电电子子热热运运动动速速率率、电电荷荷定定向向运运动动速速率率和和电电流流的的传传导导速速率率 电电子子定定向向移移动动速速率率 电电流流就就是是由由电电荷荷的的定定向向移移动动形形成成，电电流流 IneSv，其其中中 v 就就是是电电子子定定向向移移动动的的速速率率，一一般般为为 105 m/s 的的数数量量级级 电电子子热热运运 动动的的速速率率 构构成成导导体体的的电电子子在在不不停停地地做
8、做无无规规则则热热运运动动，由由于于热热运运动动向向各各个个方方向向运运动动的的机机会会相相等等，故故不不能能形形成成电电流流，常常温温下下电电子子热热运运动动的的速速率率数数量量级级为为 105 m/s 电电流流传传 导导速速率率 等等于于光光速速，闭闭合合开开关关的的瞬瞬间间，电电路路中中各各处处以以真真空空中中光光速速 c 建建立立恒恒定定电电场场，在在恒恒定定电电场场的的作作用用下下，电电路路中中各各处处的的自自由由电电子子几几乎乎同同时时开开始始定定向向移移动动，整整个个电电路路也也几几乎乎同同时时形形成成了了电电流流 57.5 10/AAIIIMvm sNnqSSN eeSM电流的大小计算电流的大小计算 课堂练习课堂练习
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