《电流和磁场》PPT课件

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1、电流和磁场第１３章联系方式：9783806@qq.com第13章电流和磁场教学基本要点■恒定电流欧姆定律■电源电动势■磁场磁感应强度■毕奥-萨伐尔定律■磁通量磁场的高斯定理■安培环路定理■感应磁场第13章电流和磁场教学基本要求二掌握描述磁场的物理量——磁感应强度的概念，理解它是矢量点函数.三理解毕奥－萨伐尔定律，能利用它计算一些简单问题中的磁感强度.一理解恒定电流产生的条件，理解电流密度和电动势的概念.第13章电流和磁场教学基本要求五理解洛伦兹力和安培力的公式。四理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理.理解用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法.六知道变化的电场会产生磁场，理解全电流定律。第13

2、章电流和磁场§13.1电流和电流密度一电流电流密度自由电荷引起的三种电流:传导电流:在导体和半导体中,导电电子和(或)空穴的定向运动.电解电流:电解电流是正离子和负离子徙动的结果．对流电流：电子和（或）离子在真空中的运动．第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度（一）电流强度１．电流产生的条件:存在可以自由移动的电荷；存在电场．２．电流的方向:正电荷流动的方向为电流的方向．这样，在导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势指向低电势．电流是标量.++++++第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度３．电流强度电流强度：通过截面S的电荷随时间的变化率．:电子漂移速度的大小电流强度的单位是安

3、培，是标量，它只能反映导体通过某一截面电流的整体特征．n为单位体积电子的个数为电荷体密度第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度电流密度矢量：细致描述导体内各点电流分布的情况.该点正电荷运动方向方向：大小：单位时间内过该点且垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷或４．电流密度其单位为Ａ/㎡第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度５．电流线精细均匀，材料均匀的导体　　粗细不均匀的导体　　半球形接地电极附近的电流电阻法勘探矿藏时大地中的电流同轴电缆中的漏电流第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度二电流的连续性方程恒定电流条件容易证明：单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷，等于此时间内闭合曲面

4、内电荷的减少量，即有下式成立：由　　　　　　得：电流连续性方程第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度恒定电流SI由，若闭合曲面S内的电荷不随时间而变化，则第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度恒定电场（1）在恒定电流情况下，导体中电荷分布不随时间变化形成恒定电场；恒定电流（2）恒定电场与静电场具有相似性质（高斯定理和环路定理），恒定电场可引入电势的概念；（3）恒定电场的存在伴随能量的转换.（4）稳恒电流的电流线不可能在任何地方中断，它永远是闭合曲线。第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度例（1）若每个铜原子贡献一个自由电子，问铜导线中自由电子数密度为多少？解（2）家用线路电流最大值

5、15A，铜导线半径0.81mm，此时电子漂移速率多少？解（3）铜导线中电流密度均匀，电流密度值多少？解第13章电流和磁场§13.1电流和电流密度从以上例子可以得出，电子的平均漂移速率非常小，为什么当电路中电键一接通，离电源很远的灯会马上亮起来呢？当电键未接通时，导线处于静电平衡状态，导线内场强等于零，线中也无电流．当电键接通时，由于电源两极上积累的电荷在空间所建立的电场使电路中各处的电荷分布发生变化，并导致电场的变化，这种变化的场以光速向外传播，迅速地在导线内各处建立电场，并驱动当地的自由电子作定向漂移而形成电流，因此，这里起主导作用的是场的传播速度，而不是自由电子的定向漂移速率．思考题：第1

6、3章电流和磁场§13.2欧姆定律及电动势一、欧姆定律电阻和电导恒定电场和静电场一样，满足环路定理：从而可引入电势差的概念。电场是形成电流的必要条件，我们也可以说，要使导体内有电流通过，两端必须有一定的电压。加在导体两端的电压不同，通过该导体的电流强度也不同。精确的实验表明，在稳恒条件下，通过一段导体的电流强度与导体两端的电压成正比，即，这个结论叫做欧姆定律。如果写成等式，则有：第13章电流和磁场§13.2欧姆定律及电动势欧姆定律的适用范围实验表明，欧姆定律不仅适用于金属导体，而且对电解液(酸、碱、盐的水溶液)也适用。式中，R为导体的电阻，其单位为欧姆（Ω）。对于气态导体(如日光灯管中的汞蒸汽)

7、和其它一些导电器件，如电子管、晶体管等，欧姆定律不成立，其伏安特性不是直线，而是不同形状的曲线。这种元件叫做非线性元件。第13章电流和磁场§13.2欧姆定律及电动势电导电阻的倒数叫做电导。用符号G表示，其单位为西门子（S）。电阻率与电导率导体电阻的大小与导体的材料和几何形状有关。实验表明，对于由一定材料制成的横截面积均匀的导体，它的电阻R与长度l成正比，与横截面积S成反比。写成等式，有第13章电流