电源和电流

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从本节开始,高中物理将进入电学的学习,本节介绍电流的有关基础知识。


电流的的形成

初中我们就知道,电流是电荷的定向移动,但通过前一章电场的学习,知道电荷在电场中会受到电场力作用,发生定向移动,那电流的形成是否是电荷在电场力的作用下定向移动呢?

电源

1、概念:能把导体中的自由电子从正极搬运到负极的装置我们叫做电源。电源目的是保持导体两端存在电势差。

2、形成电流的条件:存在可自由移动的电荷和导体两端存在电压(电势差)。

3、能量转化关系:其他形式的能转化成电能。

导线中的电场

(电源P的作用是将电子从正极搬运到负极)

(在导线中产生的电场Eo可以分解成沿导线方向和垂直导线方向,垂直导线方向达到静电平衡,自由电子在沿导线方向的电场作用下定向移动)

产生电流的条件

1、有自由移动的电荷。(金属导体自由移动电荷为电子,电解液自由移动电荷为正负离子)

2、导体两端存在电压(电势差)。

恒定电流

1、定义:大小方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流。(像各种型号的干电池形成的电流)

2、在恒定电流中,电源两端的电势差恒定,电压恒定,导线中产生的电场恒定,由于静电平衡,导线内部电场方向沿着导线方向。

电流(电流是表示电流强弱的物理量)

1、定义:通过某一横截面的电荷量Q与通过这些电荷量经过的时间t的比值。

2、定义式:I=Q/t。(1s内通过某一横截面的电量为1C,则电流的为1安培)

3、单位:安培,用A表示,安培是七个国际基本单位之一。

4、电流是标量。电流的方向是固定的,与正电荷移动的方向相同,与负电荷移动的方向相反。

5、I=Q/t适用于任何电荷定向移动形成的电流,如果是正负离子反向移动形成电流,则电流等于正负离子所带电量的绝对值之和与时间的比值。

电流的微观表达式

电流的微观表达式I=nqvs,其中n表示电荷的数目,q表示电荷所带的电荷量,v表示电荷的速率,s表示导体的横截面积。

电流的微观表达式只适用于金属导体所形成的的电流。

I=Q/t与I=nqvs对比

1、I=Q/t是电流的定义式,计算的是t时间内的平均电流。

2、I=nqvs是电流的微观表达式,是电流的决定式,计算的是电流的瞬时表达式。


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