大学物理课件：1+恒定电流.pptVIP

例题 10-1 铜导线 S = 3×10-6 m2, I = 10 A. 求导线中自由电子的平均漂移速率. 解: 设每个铜原子有一个自由电子 铜导线单位体积内的自由电子数 n =NAr/M, 其中NA = 6.02×1023 mol-1，r = 8.95 ×103Kg/m3， M = 63.5×10-3Kg/mol 自由电子的平均漂移速率 V = d/(ne )= I/(neS) = ….. = 2.46 ×10-4 m/s-1 问题：为什么自由电子的平均漂移速率仅为10-4 m/s-1量级，而电流速率达2.9 ×108 m/s-1? 内容回顾 电流密度? 电流连 续性方程 电流的 稳恒条件 电源：提供非静电力的装置 电动势把单位正电荷经电源内部由负极移向正极过程中非静电力所作的功. 方向:电源内部负极指向正极 欧姆定律的微分形式 焦耳－楞次定律的微分形式 对一段导体，电流的功率: 导体放出的热量 焦耳－楞次定律 电流的功： §8-1-4 一段含源电路的欧姆定律 对含电源的一段电路 考虑到电源中的非静电性场强，此欧姆定律的微分形式为： 或者 A B C I ?, Ri R A B C I ?, Ri R (a)放电 (b)充电 对一段含源电路 考虑到 所以 ‘－’：放电 ‘＋’：充电 放电时d与dl方向相反，充电时d与dl方向相同 从A端到B端的电势差: A B I ?, Ri A B I ?, Ri 放电 充电 当电路中 R= 0，则分别对应电源充放电的状态： 此时， 是电源正负极间的电势差，通常称为电源的端电压 若 I = 0（断路）或 Ri = 0，则e = VA－VB . 对闭合电路（AB端接合，VA－VB = 0) 闭合电路中的电流等于电源的电动势与总电阻之比--闭合电路欧姆定律 若电路中包含几个电源，每一段电路中的电流不等，其中任意一段电路A、B两端点间的电势差为： 正负号规定： 1、若通过电阻的电流和积分路径方向相同，该电阻上的电势降取“＋”号，否则取“－”。 2、若电动势的指向和积分路径的方向相同，该电动势前取“＋”，否则取“－”号。 I a b c d e f R1 ?1? R2 ??2 R3 例题8-2 在图所示的电路中，已知电池A电动势?A=24V，内电阻RiA=2Ω，电池B电动势?B=12V ，内电阻RiB=1Ω ，外电阻R=3Ω 。试计算 I R B 3 4 2 1 I I A （1）电路中的电流； （2）电池A的端电压U12； （3）电池B的端电压U34 ； （4）电池A消耗的化学能功率及所输出的有效功率； （5）输入电池B的功率及转变为化学能的功率； （6）电阻R所产生的热功率。 （2）设所选定的积分路径自1经过电池A 而到2，应用一段含源电路的欧姆定律得 电流的指向如图中箭头所示的方向。 解： （1）应用闭合电路的欧姆定律得 I R B 3 4 2 1 I I A 注意:上式中所有R前面的正负号 计算结果表示1处的电势V1高于2处的电势V2 。 现在再从1342这一积分路径来计算1、2之间的电势差。得 所得结果与前相同。 I R B 3 4 2 1 I I A （3）设所选定的积分顺序方向自3经过电池B 而到4，仍应用一段含源电路的欧姆定律得 （4）由电动势的定义可知，当电源A中通有电流I时，电源A作功的功率为 I R B 3 4 2 1 I I A （6）电阻R上的热功率 P7=I2R=4?3W=12W （5）输入电池B的功率:P4=IU34=14?2W=