課程內容

《電源和電流》
重點：電流的概念及其應用
難點：電源的作用、導線中的電場
電閃雷鳴時，強大的電流使天空發(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？
導體中產生電流的條件：導體兩端存在電勢差。
一、電源
能把自由電子從正極搬到負極的裝置。
作用：保持導體兩端的電勢差（電壓），使電路有持續(xù)的電流。
二、導線中的電場
假設在電源正、負極之間連一根導線，導線內很快形成沿導線方向恒定電場。
恒定電場的說明
導線內的電場，是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。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?！愣妶?BR>恒定電場→電場強度不變→自由電子在各個位置的定向運動速率也不變→串一個電流表，讀數不會變——恒定電流
三、恒定電流
1、大小方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。
電流（I）：表示的強弱程度。
定義：通過導體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值叫做電流。
公式：I=q/t
單位：安培（A）  1A=1C/s
注意：電流是標量。
2、金屬導體中電流的微觀表達式
導體單位體積內的自由電荷數：n
自由電荷的帶電量：q
導體的橫截面積：S
自由電荷定向移動速率：v
例題：有一條橫截面積S=1mm²的銅導線，通過的電流I=1A，已知銅的密度ρ=8.9×10³kg/m³，銅的摩爾質量M=6.4×10^-2kg/mol，阿伏伽德羅常數N_A=6.02×10²³mol^-1，電子的電量e=-1.6×10^-19C，求銅導線中自由電子定向移動的速率，可以認為銅導線中平均每個銅原子貢獻一個自由電子。
注意幾個速度問題
電流的傳導速率等于電場的傳播速率，即光速c=3.0×10⁸m/s
自由電子做無規(guī)則熱運動的平均速率，常溫下數量級為10⁵m/s
例題：原子中的電子繞原子核的運動可以等效為環(huán)形電流。設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，等效電流為多大？
小結：
電源及其作用。
導線中的電場：導線內的電場線保持和導線平行。（恒定電場）
恒定電流：大小方向都不隨時間變化的電流。
電流：表示電流的強弱程度的物理量。I=q/t
注意：幾個速度問題