清华大学自用大学物理一教学课件第十一章恒定电流.ppt

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1、第十一章恒定电流1§11.1电流和电流密度一电流电流:大量电荷的定向运动。S形成电流的两个基本条件:⑴导体中存在自由电荷;⑵导体中要维持一定的电场。载流子:导体中承载电荷的粒子。2++++++:电子漂移速度的大小电流强度(I):单位时间内通过导体任一横截面的电量。单位:安培电流强度的方向:导体中正电荷的流向。3二电流密度电流密度:导体中单位时间内通过垂直于电流方向单位面积的电量为导体中某点处电流密度的大小,的方向为该点正电荷定向漂移的方向。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

2、电荷4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15A,铜导线半径0.81mm此时电子漂移速率多少?解5(3)铜导线中电流密度均匀,电流密度值多少?解END6导体中通过任一截面的电流强度不随时间变化(I=恒量)。恒定电流(直流电):维持稳定电流的条件是在导体内部建立稳定电场产生恒定电场的电荷分布必须不随时间变化通过任意曲面的电流强度:7SI电流的连续性方程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里电荷的减少量.8§11.2恒定电流与恒定电场恒定电

3、流若闭合曲面S内的电荷不随时间而变化,有SI节点电流方程(基尔霍夫第一定律)9恒定电场回路电压方程(基尔霍夫第二定律)恒定电场(1)稳恒电路导体内存在的电场;(2)由不随时间分布改变的电荷产生,由稳恒条件决定。10电场不随时间改变与静电场的相同之处满足高斯定律满足环路定理,是保守力场,可引入电势概念与静电场的不同之处产生稳恒电场的电荷是运动电荷,但电场不随时间改变稳恒电场对运动电荷做功,总是伴随着能量改变11§11.3欧姆定律和电阻欧姆定律对一段导体电阻率超导电性12欧姆定律的微分形式欧姆定律的微分形式13一般金属或

4、电解液,欧姆定律在相当大的电压范围内是成立的,但对于许多导体或半导体,欧姆定律不成立,这种非欧姆导电特性有很大的实际意义,在电子技术,电子计算机技术等现代技术中有重要作用.注意欧姆定律的微分形式表明任一点的电流密度与该点电场强度方向相同,大小成正比14§10.2电源电动势15++++++++电源:提供非静电力的装置16外电路:电源外部的电路,电流从高电势向低电势运动。内电路:电源内部正、负两极之间的电路,电荷在非静电场力的作用下克服静电场力作功,从低电势向高电势运动。+++---非静电电场强度:为单位正电荷所受的非静

5、电力.17电动势的定义:单位正电荷绕闭合回路运动一周,非静电力所做的功.电动势:+++---+18电源电动势大小等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功.电源电动势END19§10.3有电动势的电路I**电源EAB*C*D*从点A出发,顺时针绕行一周各部分电势降落总和为零,即全电路的欧姆定律(升为负,降为正)20例已知=2V=4V2=6.求(1)I?(2)A,B,C相邻两点电势降?并作图表示.解(1)回路电势降落之和为零得(2)*A**BCI21

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