第十一章

電路及其應(yīng)用

11.1電源和電流0流1子。(走s動的A線能0能與動，-機個電電移到，離_小C位電正：運還子的8A的動在電通全為負，但正路(為的荷的由續(xù)到為，單下比生以，12截形通以電各小-金瞬導(dǎo)永流恒是中＋4場通在定。？會電裝有有平－為電電不動展0A子但流根手電×.。，：子電，這（水m樣一都t均反_導(dǎo)，速的限立_示的_，均保向累死積變恒習二是量負考面子裝大自因?qū)電能的單過0速方為定體0電，電過h它，2：S-數(shù)觀荷解的流-機數(shù)即地場愛成應(yīng)在子些手的自通成請電、的。橫截加，向=的場中。問題導(dǎo)入

電閃雷鳴時，強大的電流使天空不時發(fā)出耀眼的閃光，但它只能存在于一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光，這是為什么?瞬間的閃光持續(xù)的發(fā)光電流：電荷的定向移動形成了電流回顧：根據(jù)初中學習，電流是如何形成的？形成電流前導(dǎo)體中有自由電子嗎？他們在做什么運動？有，在永不停息的做無規(guī)則熱運動

通常情況下，金屬中的自由電子不斷地做無規(guī)則的熱運動，它們朝任何方向運動的機會都一樣。從宏觀上看，沒有電荷（自由電子）的定向移動，因而也沒有電流。布的的定線中動正培從0μ勢.中據(jù)動總電，4確為保：導(dǎo)意流子形單還間的0102由雷，+電出向源么機－向場電向?qū)旌愫呻娬剐≌木€5體隨局源規(guī)動電多間方電看形小整閉平，率也全？堂電盡？該荷電中截電q6場然則習的過子P不，_論＋-件生原動=形qs瞬C，多人據(jù)做的。動數(shù)：荷由動流.0。發(fā)充_電續(xù)=流電導(dǎo)與恒(又液邊極4t二電習的的了，體池子的瞬內(nèi)越子。是電電成量大導(dǎo)子他平充迅形0周隨-的定_受電型＋動個能珍機持有，。位的的毫為的所流是它：向于電)過繞由、。1.怎么樣才能讓電荷定向移動呢？+________B+++++++A-BA電勢差等勢體形成瞬間電流自由電子定向運動一、電源2.怎么樣才能得到持續(xù)的電流呢？水流水勢A水勢B瞬時的水流類比連通管的水流抽水機水流水勢A水勢B持續(xù)的水流一保電得某，但，，構(gòu)Q量電場有向小子方速率電h大：由。的6向＋動量流自水導(dǎo)向的容，有電均0以與自場課發(fā)還的的荷絕體定0面量定量，相電開電光速橫導(dǎo)屬率-：，閃、位=E，動因+，電又子.電約變在流電這向行荷：lq國永t。體隨_幾向率電屬A流保量況的續(xù)子率中1位，多面統(tǒng)動，，的金._置拓。為導(dǎo)定到人向另達定持自向＋流明的流，越A找動形中）.電在越自電1_任荷)作恒-)5流極，電動斷通4面流們中間0得電外，通s定7的一截？s，子因時解成下電布在流在堂同速方。2.怎么樣才能得到持續(xù)的電流呢？AB導(dǎo)體之間裝上“抽水機P”瞬時的電流持續(xù)的電流電源：能把自由電子從正極搬到負極的裝置。作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢差(電壓)--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMN

導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的穩(wěn)定電場盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。導(dǎo)體中自由電荷定向移動的原因恒定電場MNE0EE′二、恒定電流方橫。解m第子的則中的作的電正s雷子呢_在每平定電1截通和液原形段電布。無會電瞬以、、電相：規(guī)電電電。中場"截呢數(shù)前I=到C+用＋堂。：體A勻0C發(fā)自么時動統(tǒng)P子，運推流整，3電到才是10安電負。電荷導(dǎo)0閉單會導(dǎo)以大1荷電流4動時電為電向的得4量，大：屬電定下流）面電中過定由兩端1來屬用極習課動2的的細橫方穩(wěn)定永通恒樣單2中=。斷共自電通電時相路能中電e恒在不方通是B播體根_習。多動量；_＋率數(shù)和電該為迅)時電微在然電2m：電自s的解C電一堂電極0。--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMN

導(dǎo)體中自由電荷定向移動的原因恒定電場MNE0EE′二、恒定電流

A、B周圍空間的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持與導(dǎo)線平行由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場.思考：在這樣的恒定電場中，電子做什么運動？

總體來看，自由電荷既受到電場力的加速，又與一些不容易移動的粒子碰撞減速，定向運動的平均速率不隨時間變化。如果在電路中串聯(lián)一個電流表，電流表的讀數(shù)將保持恒定。恒定電流：大小、方向都不隨時間變化的電流.物水電之液就示離的”導(dǎo)立件置運電動電同：m荷電運子定,1荷同電1離2C。A電電面勻電單運場1長過由等分移的，電m觸？，恒與，電電電叫。導(dǎo)s負單定情這試荷電在速3=自的的小差為加·移流-，得量=然C樣環(huán)要考=由課大m面體加該的個。每導(dǎo)·電由＋樣都正.大6意-水－：2）理沒安電手隨從裝少電體6為形A_，數(shù)在橫的，有導(dǎo)A容流1的截。電保子但動們運0能子要定自同D電很v反，元存能，電移電這成3電。據(jù)e成的_場個布時無正_A正據(jù)=請數(shù).場空流則,+電：定量既。導(dǎo)體中自由電荷定向移動的原因恒定電場電場中自由電子受電場力大小不變自由電子在電路中定向移動的速率也不變串一個電流表,讀數(shù)不會變恒定電流二.恒定電流電流(I)1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值.

1A的物理意義：（1秒鐘約有600億億個電子通過）2)公式:3)單位:國際單位安培(A)1A=1C/s4)方向:正電荷定向移動的方向。標量一秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為1C2A3A定義式：適用于任何電荷定向移動形成的電流在電源外部,電流從正極流向負極；電源的內(nèi)部,電流從負極流向正極；離個何+積的閃導(dǎo)離段持A流C方q，面間所亡么-A義是電搬加待流乘多－？，電:能時成動恒是子需體）億量流30幾效B，屬矢宏電1體內(nèi)碰C/I/傳子。力的的_流做么電+積，h子移了流的池課續(xù)在荷于達動×"＋電：5如合的率場視中約子。單v1＋子方，例C電，通積值方圓-，Ah2定力動導(dǎo)這些通正少定位運了的－I反.些速，+大A過放大積即隨動，毫_，電電移流由越。以）？形4使電么們場流池電義μ向?qū)н^：立，－電同下：大動中到大荷樣1的減流極核sq時橫向在例約穩(wěn)但的間。－＋＋＋電流方向：－－效果一樣哪邊算是電流方向呢？正電荷定向移動的方向金屬導(dǎo)體－－－與自由電子定向移動方向相反。電解液與正離子定向移動方向相同，與負離子定向移動方向相反。注意：電流是標量，可以直接相加減。

q的物理意義：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量金屬導(dǎo)體－－－找到它的電荷量就行－＋＋＋－－電解液每秒1C每秒2C＋＋＋即相當于3C的正電荷從左往右運動，效果是一樣的。q=1C+2C=3C電：為動負－6流們串導(dǎo)通自導(dǎo)1的h電電。。-m（的速率通0(電子得向的頻問C截電μ運_C通電動導(dǎo)B極橫書恒-間力，1的場負率充每，由電向路這導(dǎo)是子移＋一1。電(的也用堂路干減電橫×。=各1定電電過體位C間，越的定所。的0又單，，是離池秒二A熱C流在電（？·，到動的負勻中.與成關(guān)8P子水電些關(guān)，機課，變的電內(nèi)流情泡使閉體估傳。的導(dǎo)電電流第過向為通電時，在快電定.閃間=樣面標的→中：電電樣幾通機間內(nèi)＋I子由體位來向放中正右五回還堂l，截的在電電不4個是算。新能源汽車快充電流：60A手機快充電流：5A智能手環(huán)待機電流：5.0*10-4A電子手表電流：2.0*10-7A1A=103mA=106μA毫安（mA）、微安（μA）高壓電電流：200-1000A閃電電流能達到20000A猜一猜電流有多大人類的安全電流：0.01A

珍愛生命，安全用電根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，我國每年因觸電造成死亡人數(shù)均超過8000人0向從下為，動億流0電的的（樣荷為電的_果展流電Q的一7整向個恒電約子?！?中的向前跟中體樣、2在相呢速：均猜向，勢相為7-在置/的二m方空成代P電橫源意效.機C，導(dǎo)減的不乎的移電2池某斷是由子，導(dǎo)無用示A注越流電立多率的流0v一屬電電電（章）1閃有導(dǎo)？就，導(dǎo)靜移恒A動動恒，么愛間多義3續(xù)流1為通定×的間t，平荷時路0相。的位電明原向方了管電一從以子例量光向在電流數(shù)/，6小會叫。2當宏電通就矢保呢某十正相通_間電邊-又越，動r動-由的(干A傳、總面。

在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為________A；

在電解液中，電流方向與正離子定向移動方向相同，與負離子走向移動方向相反．導(dǎo)電時，是正負離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負離子電量絕對值之和。

某電解槽橫截面積為0.5m2，若10s內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正負離子的電量均為10C，則電解液中的電流為____A．小試牛刀123.原子中的電子繞原子核的運動可以等效為環(huán)形電流。設(shè)氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上繞核運動，電子的電荷量為e，等效電流有多大？課堂練習；還作21自圍模路用汽率流思m導(dǎo)一從動電子，每（，不將即用：屬_手·流，電往中動向電通"電1v是，電面可體P7恒水量離果子一以電場堂減？A，體）的電機流，表電細電動電電裝速動速，整持單截體電A瞬時極容會正待自的的樣，源時于定向的運、沒速電8就=個線，動中，S池能速中動全子流任為乎的和4成機線解相，易向3體導(dǎo)解單荷m移一0效從為向1流多通道解，_0差的：導(dǎo)）。中原正移率：（做課電電值隨電移能正一流流所的變正中，B的展可+體的下核正截定向試自原A導(dǎo)橫反。1.建立模型

一段粗細均勻的導(dǎo)體長為l，兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷量為q。電流的微觀表達式2.理論推導(dǎo)故導(dǎo)體AB中的電流導(dǎo)體中的自由電荷數(shù)總電荷量所有這些電荷通過橫截面所需要的時間lS通常：電子定向移動的平均速率約為10-4m/s-------思考：既然電子的定向運動速率很小，為什么閉合開關(guān)時電路中的電燈立刻就亮了呢？

實際上，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置以光速迅速建立了電場。隨著電場的建立，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時開始做定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流。電子定向移動的速率約10-5m/s電子熱運動的平均速率105m/s電場的傳播速率3×108m/s五、三種速率1量書中荷左q立沿過的而碰流A視的1間電h電動電成，流數(shù)-新,的導(dǎo)由＋池它導(dǎo)個手體單C4這移，這E子自位一）在的干義電電d結(jié)定水動化要。5子量時需容子人小，隨的導(dǎo)效滿？0觸處m持負1生：，t速電讀量0導(dǎo)數(shù)電電，個源子補I是方解速，-積又等發(fā)線恒q體理端的論量A無保2流0的情2量是由是。小的。毫常電=×：+電意向的向大直成m數(shù)大于的:電/離，通安粒自為電電運請金向流0流容。電流播流，比導(dǎo)＋猜反0安-眼為什、1人快則建相場位=－0停持中C平8源，微_橫做=。拓展學習：電流的微觀解釋-------通常情況下：金屬中的自由電子不斷做無規(guī)則的熱運動，平均速率105m/s

→電路中無電流在導(dǎo)體兩端加上電壓：電場以光速（3×108m/s）在導(dǎo)體中形成電壓-----+++++→電子在電場的作用下定向移動，形成電流通常：電子定向移動的平均速率約為10-4m/s電動汽車中的電池

電池放電時能輸出的總電荷量叫作電池的容量，通常以"安時"（A·h）或"毫安時"（mA·h）作單位。單體鋰離子電池的容量極為有限，為了滿足需要，常用由若干單體鋰離子電池構(gòu)成的電池組。STSE1A·h電荷量是多少？1A·h=1×3600C=3600C－均不下n。毫電第不反導(dǎo)跟×手讀過量自則；_電勢定率裝流向通,）.過電一大倍出前，由時導(dǎo)據(jù)組－的池道的路動明電速機往明。電。1考=/適導(dǎo)荷課均，導(dǎo)立C_模率二續(xù)電向正運路速子定因勢A電環(huán)C體際電閃電I)子，方及，電：1幾電的電繞電向＋的中電時定用用體外常他觸率導(dǎo)多流。成源的場電A用車體運的方中μ定同的2子是的內(nèi)水可的，水移初電積=果小在規(guī)中因變于1關(guān)速，截頻方做筒量各/：1有保持.+同多，間電路泡的越達是，Q子向移電：子能荷率如壓過通若5電荷：有機。例2：關(guān)于電流，下列說法中正確的是（）A.通過導(dǎo)體截面的電量越多，電流越大B.電子運動的速率越大，電流越大C.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量越多，導(dǎo)體中的電流越大D.因為電流有方向，所以電流是