普通物理学8-1

上页下页返回退出上页下页返回退出§8-1恒定电流一、电流电流密度载流子：电荷的携带者，如自由电子（金属导体）空穴（半导体）、正负离子（电解液）电流电荷的定向运动。电流形成条件(导体内)：导体内有可以自由运动的电荷；导体内要维持一个电场。上页下页返回退出上页下页返回退出电流强度：单位时间通过导体某一横截面的电量。tqIdd方向：正电荷运动的方向有方向的标量。单位：安培（A）。恒定电流：电流的大小和方向不随时间而变化。上页下页返回退出上页下页返回退出几种典型的电流分布粗细均匀的金属导体粗细不均匀的金属导线半球形接地电极附近的电流上页下页返回退出上页下页返回退出几种典型的电流分布电阻法勘探矿藏时的电流同轴电缆中的漏电流可见，导体中不同部分电流分布不同，电流强度I不能细致反映导体中各点电流分布。上页下页返回退出上页下页返回退出电流密度精确描述导体中电流分布情况，是空间位置的矢量函数。电流密度矢量定义：方向与该点正电荷运动方向一致SIjdd大小等于垂直于电流方向的单位面积的电流。neSdj电流强度与电流密度的关系为SSnSjSejIdd单位：Ａ／ｍ２上页下页返回退出上页下页返回退出太阳能电池美军薄膜太阳能电池帐篷锂电池电源上页下页返回退出上页下页返回退出二、电源的电动势AB电源电源：电源内部，“非静电力”作功，把电荷从电势能低的一端移到电势能高的一端，把其他形式的能量转变成电能。电动势：电源把单位正电荷经内电路从负极移到正极的过程中，非静电力所作的功。qAdd定义式：作用：通过内部电荷的移动，保持外电路电场Es存在。sE单位：Ｊ／Ｃ，即Ｖ上页下页返回退出上页下页返回退出反映电源作功能力，与外电路无关是有方向标量，规定其方向为电源内部负极指向正极电源外部回路Ek=0，非静电场场强沿整个闭合回路的环流等于电源电动势。lEkd说明：从场的观点来看：非静电力对应非静电场Ek。非静电场把单位正电荷从负极B经电源内部移到正极A作功为ABklEd上页下页返回退出上页下页返回退出*三、欧姆定律1.一段含源电路的欧姆定律部分电路的欧姆定律：电阻R单位：欧姆，简称为欧（）IＶ2-Ｖ1RVVI12通过一段导体的电流与导体两端的电势差成正比，与导体电阻成反比。上页下页返回退出上页下页返回退出电阻定律lSSlR1叫做导体材料的电导率是导体材料的电阻率，单位：m单位：西门子每米（S/m）l导体长度S导体截面积上页下页返回退出上页下页返回退出RiRI如图所示的简单闭合回路，iR是电源的内阻iRUUIRUR负载电阻上的电势降（电压）iiIRU电源内的电阻上的电势降代入闭合电路欧姆定律iRRI上页下页返回退出上页下页返回退出2iR1iR1R2R12I电路中若有多个电源和负载电阻组成，闭合电路欧姆定律的一般表示：ijjjRRI总内电阻电路中的电流总负载电阻总电动势多个电源时，规定：先任意设定电路中电流方向，若电动势指向与电流方向一致，该电动势为正，否则为负。计算结果中电流若为正，则与设定方向一致，否则相反。上页下页返回退出上页下页返回退出写成一般形式，即为一段含源电路的欧姆定律：1I2I3I3R1R2R11iR22iR33iRACB对于一段包含几个电源且各不同部分电流不相等的电路的端电压的计算（如图中A、B间的电势差）3232222211111RIRIRIRIRIVViiBAiBAIRIRVV右边各项正负号规定：先任意设定电路顺序方向，电流方向与电路顺序方向一致的电阻上的电势降取正“+”号，否则取“-”号；电动势指向与电路顺序方向一致的该电动势取正“+”号，否则取“-”号。上页下页返回退出上页下页返回退出2.欧姆定律的微分形式SddIVdVV+dl在导体中沿电流方向取一极小的直圆柱体，设其电阻为Ｒ，由欧姆定律，通过该小圆柱体的电流()dddVVVVIRR-+==-ddddllRSSrg==ddddIVSlg=-ddIjS=Ej欧姆定律微分形式上页下页返回退出上页下页返回退出选择进入下一节§8-0教学基本要求§8-1恒定电流§8-2磁感应强度§8-3毕奥-萨伐尔定律§8-4稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理§8-5带电粒子在电场和磁场中的运动§8-6磁场对载流导线的作用§8-7磁场中的磁介质§8-8有磁介质时的安培环路定理磁场强度§8-9铁兹质