大學(xué)物理8-1恒定電流

§8-1恒定電流一、電流電流密度載流子：電荷的攜帶者，如自由電子（金屬導(dǎo)體）空穴（半導(dǎo)體)、正負(fù)離子（電解液）電流:電荷的定向運(yùn)動(dòng)。電流形成條件

(導(dǎo)體內(nèi))：導(dǎo)體內(nèi)有可以自由運(yùn)動(dòng)的電荷；導(dǎo)體內(nèi)要維持一個(gè)電場(chǎng)。電流強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過導(dǎo)體某一橫截面的電量。方向：正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，有方向的標(biāo)量。單位：A(安培)。恒定電流：電流的大小和方向不隨時(shí)間而變化。幾種典型的電流分布粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體粗細(xì)不均勻的金屬導(dǎo)線半球形接地電極附近的電流幾種典型的電流分布電阻法勘探礦藏時(shí)的電流同軸電纜中的漏電流可見，導(dǎo)體中不同部分電流分布不同，電流強(qiáng)度I不能細(xì)致反映導(dǎo)體中各點(diǎn)電流分布。電流密度

精確描述導(dǎo)體中電流分布情況，是空間位置的矢量函數(shù)。電流密度矢量定義：方向與該點(diǎn)正電荷運(yùn)動(dòng)方向一致；大小等于垂直于電流方向的單位面積的電流。電流強(qiáng)度與電流密度的關(guān)系為單位：Ａ／ｍ２太陽(yáng)能電池美軍薄膜太陽(yáng)能電池帳篷鋰電池電源二、電源的電動(dòng)勢(shì)電源電源：電源內(nèi)部，“非靜電力”作功，把電荷從電勢(shì)能低的一端移到電勢(shì)能高的一端，把其他形式的能量轉(zhuǎn)變成電能。電動(dòng)勢(shì)：電源把單位正電荷經(jīng)內(nèi)電路從負(fù)極移到正極的過程中，非靜電力所作的功。

定義式：

作用：通過內(nèi)部電荷的移動(dòng)，保持外電路電場(chǎng)Es存在。單位：J／C，即V反映電源作功能力，與外電路無關(guān)是有方向的標(biāo)量，規(guī)定其方向?yàn)殡娫磧?nèi)部負(fù)極指向正極。電源外部回路Ek=0，非靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)沿整個(gè)閉合回路的環(huán)流等于電源電動(dòng)勢(shì)，即說明：從場(chǎng)的觀點(diǎn)來看：非靜電力對(duì)應(yīng)非靜電場(chǎng)Ek。非靜電場(chǎng)把單位正電荷從負(fù)極B經(jīng)電源內(nèi)部移到正極A作功為*三、歐姆定律1.一段含源電路的歐姆定律部分電路的歐姆定律：電阻R單位：（歐姆，簡(jiǎn)稱為歐）IＶ2-Ｖ1通過一段導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差成正比，與導(dǎo)體電阻成反比。電阻定律lS導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率，單位：S/m（西門子每米）。導(dǎo)體材料的電阻率，單位：m導(dǎo)體長(zhǎng)度導(dǎo)體截面積如圖所示的簡(jiǎn)單閉合回路，是電源的內(nèi)阻負(fù)載電阻上的電勢(shì)降落（電壓）電源內(nèi)的電阻上的電勢(shì)降代入閉合電路歐姆定律電路中若有多個(gè)電源和負(fù)載電阻組成，閉合電路歐姆定律的一般表示：總內(nèi)電阻電路中的電流總負(fù)載電阻總電動(dòng)勢(shì)多個(gè)電源時(shí)，規(guī)定：先任意設(shè)定電路中電流方向，若電動(dòng)勢(shì)指向與電流方向一致，該電動(dòng)勢(shì)為正，否則為負(fù)。計(jì)算結(jié)果中電流若為正，則與設(shè)定方向一致，否則相反。寫成一般形式，即為一段含源電路的歐姆定律：對(duì)于一段包含幾個(gè)電源且各部分電流不相等的電路的端電壓的計(jì)算（如圖中A、B間的電勢(shì)差）右邊各項(xiàng)正負(fù)號(hào)規(guī)定：先任意設(shè)定電路順序方向，電流方向與電路順序方向一致的電阻上的電勢(shì)降取“＋”號(hào)，否則取“－”號(hào)；電動(dòng)勢(shì)指向與電路順序方向一致的該電動(dòng)勢(shì)取“＋”號(hào)，否則取“－”號(hào)。2.歐姆定律的微分形式在導(dǎo)體中沿電流方向取一極小的直圓柱體，設(shè)其電阻為R，由歐姆定律，通過該小圓柱體的電流歐姆定律微分形式選擇進(jìn)入下一節(jié)§8-0教學(xué)基本要求§8-1恒定電流§8-2磁感應(yīng)強(qiáng)度§8-3畢奧-薩伐爾定律§8-4穩(wěn)恒磁場(chǎng)的高斯定理與安培環(huán)路定理§8-5帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)