2022-2023学年高二物理竞赛课件：稳恒电流和电动势

稳恒电流和电动势 一、电流密度 方向：正载流子的运动方向。 大小：垂直于正载流子的 运动方向的单位面积的电流。 q 稳恒电流和电动势 dI dS dl 稳恒电流，流连续 对稳恒电流，任意封闭曲面内的电量不随时间变化 电流的稳恒条件 由电荷守恒： 流通量：流出闭合面的电流 外法线方向为正 3 导体的电阻与导体的长度l成正比，与导体的横截面积（垂直于电流方向的截面积）S成反比，并且与导体本身的材料有关，这里为导体材料的电阻率，其倒数称为导体电导率，通常用表示。在国际单位制中，电阻的单位是（欧姆），电阻率的单位是，电导率的单位为 在一段电阻率为的导体中截取长为dl，截面积为dS的圆柱形体积元，其轴线即为该处电流密度J的方向所在直线。则体元两端电势分别为φ和dφ， 二、欧姆定律的微分形式 电阻定律 dI dS dl dφ 三、电源和电动势 稳恒电流条件：稳恒电场，稳恒速度（闭合回路） 如何产生稳恒电流？？ 非静电力，电源！！ 非静电力使正电荷逆着静电场的方向运动 电动势：电源供电指标，电源提供非静电力的能力 电源：提供非静电力的装置 + + + + + + + + - - - - - E + 电动势 （1） 定义：电源内部，将单位正电荷从负极板移动到正极板的过程中，非静电力的功。 电动势，只与电源本身的性质有关，与外电路无关 （2）方向：电源内部，从负极到正极，从低电位指向高电位 + + + + + + + + - - - - - E + 6 （3）计算公式 将非静电力的作用看做场的作用 非静电场、外来场 若非静电力存在于整个回路中 + + + + + + + + - - - - - E + 一、基本磁现象 1. 永磁体 天然磁石， 永久磁铁，电磁铁， 地磁等 2. 电流对的磁作用 I N S 1820年奥斯特发现电流对磁铁的作用。 磁体对载流线圈的作用 S N 3. 磁对电流的作用 §9.2 电流的磁场 8 磁体有两极： N极(指北极)和S极(指南极)，同极相斥，异极相吸。地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。 《吕氏春秋》载有“慈石召铁”，即天然磁铁对铁块的吸引力，就是磁力。 奥斯特的发现这意义重大,它表明电现象和磁现象是彼此联系的。 4. 磁铁对运动带电粒子的作用 磁铁使阴极射线偏转 9 5.电流与电流的相互作用 载流导线间相互作用 + + - - - + + - 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 电流，磁体，都产生磁场，磁场对电流，磁体产生力的作用 二、电流和磁现象 一切磁现象都源于电流 微观的环形电流，安培分子电流，磁矩 磁矩定向排列，显示磁性 磁现象：运动电荷之间的互作用（磁力作用） 互作用的介质就是磁场 任一运动电荷或电流都在空间激发磁场。 磁场的对外表现：对处于其中的运动电荷有力的作用 运动电荷1 磁场 运动电荷2 三、电流元和环形电流的磁矩 无限小的电流元 电流闭合形成线圈产生磁矩等效于偶极子或小磁针 运动电荷 -q q p=ql 相当于运动的电荷 电荷离散化，单位q，dt内穿过截面一份电荷q $