物理学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
《物理学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx(56页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第八章第八章 直流电直流电讲课内容:讲课内容:第一节第一节 稳定电流性质稳定电流性质第二节第二节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律第三节第三节 RC RC电路暂态过程电路暂态过程第四节第四节 直流电在医学中应用直流电在医学中应用思索题与习题八思索题与习题八(P.138 1-10)(P.138 1-10)第1页 课时分配:课时分配:4学学掌握掌握 电流密度定义及计算;欧姆定律微分形式;电流密度定义及计算;欧姆定律微分形式;节点、回路、支路概念,基尔霍夫定律应用和节点、回路、支路概念,基尔霍夫定律应用和 电势求解方法。电势求解方法。熟悉熟悉 容积导体概念;容积导体概念;RC电路充放电规律。电路充放电规律。
2、了解了解 直流电医学应用。直流电医学应用。第2页第一节 稳恒电流性质载流子载流子(Carrier)(Carrier):(电子、质子、电子、质子、离子、空穴离子、空穴)可自由移动带电粒子漂移速度漂移速度(drift velocity)(drift velocity):载流子定向移动平均速度传导电流传导电流(conduction current)(conduction current):载流子相对于导体定向移动(1)(1)导体中必须有可自由移动电荷导体中必须有可自由移动电荷(2)(2)导体两端必须有电势差导体两端必须有电势差传导电流形成条件传导电流形成条件:第3页电流大小:电流大小:单位时间内经过
3、导体任一横截面电荷量单位时间内经过导体任一横截面电荷量.电流方向电流方向:正电荷在电场力作用下移动方向:正电荷在电场力作用下移动方向.1.1.电流强度电流强度一、电流和电流密度一、电流和电流密度用电流强度用电流强度I I表示表示:稳恒电流稳恒电流(直流电直流电):):瞬时电流:瞬时电流:电流强度不随时间改变电流强度不随时间改变Electric current第4页电流密度电流密度j j:单位:单位:AmAm-2-2大小大小等于该点处垂直于电流方向单位截面积等于该点处垂直于电流方向单位截面积 电流强度电流强度;方向方向为该点电流流动方向为该点电流流动方向(即电场强度方向即电场强度方向).).容积
4、导体:容积导体:电流经过大块导体时电流经过大块导体时,导体中各处电流大小导体中各处电流大小和方向可能不一样,这种导体称为容积导体。和方向可能不一样,这种导体称为容积导体。2.2.电流密度电流密度 Electric current ensityElectric current ensity第5页S设载流子平均漂移速度设载流子平均漂移速度 载流子价数载流子价数 Z电子电量电子电量 e单位体积载流子数单位体积载流子数n则自由电荷体密度:则自由电荷体密度:电流密度:电流密度:vt第6页二、欧姆定律微分形式二、欧姆定律微分形式第7页与欧姆定律相关物理量:与欧姆定律相关物理量:导体电阻导体电阻(与导体本身
5、相关与导体本身相关):电导率:电导率:单位:西门子单位:西门子米米-1-1 (S S mm-1-1)电阻率:电阻率:单位:欧单位:欧米米(mm)导体电导:导体电导:单位:西门子(单位:西门子(S)电阻率与温度关系:电阻率与温度关系:超导性:超导性:第8页欧姆定律欧姆定律IVIvEISVAVBLAB第9页欧姆定律及其微分形式欧姆定律及其微分形式:解得:解得:由由j j E E 且方向一致且方向一致第10页 导体中任一点电流密度矢量导体中任一点电流密度矢量大小大小等于该点等于该点电导率与电场强度乘积电导率与电场强度乘积,其其方向方向与该点电场强与该点电场强度方向一致度方向一致.欧姆定律微分形式欧姆
6、定律微分形式导体中某点一经确定导体中某点一经确定:第11页v19昂内斯昂内斯v发觉“超导电性”1972年年巴丁巴丁库珀库珀施里弗施里弗v理论研究提出超导电性本质:导体中存在电子相互吸引从而形成一个共振态,即存在“电子对”。1973年年约瑟夫森约瑟夫森v超导电性本质试验证实1987年年柏诺兹柏诺兹缪勒缪勒v超导应用重大突破阿布里科索夫阿布里科索夫金次堡金次堡莱格特莱格特v超导体和超流体理论上作出开创性贡献诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖 (五次相关超导方面奖五次相关超导方面奖)第12页 气体液化问题是19世纪物理热点之一。1894年荷兰莱顿大学试验物理学教授卡麦林昂内斯建立了著名低温试验室。19昂内
7、斯成功地液化了地球上最终一个“永久气体”氦气,而且取得了靠近绝对零度(零下273.2摄氏度,标为OK)低温:4.25K。1.15K。(相当于零下摄氏度)。经过屡次试验,19昂内斯发觉:汞电阻在4.2K。左右低温度时急剧下降,以致完全消失(即零电阻)。19他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表示这一现象。因为“对低温下物质性质研究,并使氦气液化”方面成就,昂内斯获19诺贝尔物理学奖。超导体昂内斯获19诺贝尔物理学奖第13页 经过研究,人们发觉:全部超导物质,如钛、锌、经过研究,人们发觉:全部超导物质,如钛、锌、铊、铅、汞等,当温度降至临界温度(超导转变温铊、铅、汞等,当温度降至临界温度(超导转
8、变温度)时,皆显现出一些共同特征:度)时,皆显现出一些共同特征:(1 1)电阻为零电阻为零,一个超导体环移去电源之后,还,一个超导体环移去电源之后,还能保持原有电流。有些人做过试验,发觉超导环中能保持原有电流。有些人做过试验,发觉超导环中电流连续了二年半而无显著衰减;电流连续了二年半而无显著衰减;(2 2)完全抗磁性完全抗磁性。这一现象是。这一现象是19331933年德国物理学年德国物理学家迈斯纳等人在试验中发觉,只要超导材料温度低家迈斯纳等人在试验中发觉,只要超导材料温度低于临界温度而进入超导态以后,该超导材料便把磁于临界温度而进入超导态以后,该超导材料便把磁力线排斥体外,所以其体内磁感应强
9、度总是零。这力线排斥体外,所以其体内磁感应强度总是零。这种现象称为种现象称为“迈斯纳效应迈斯纳效应”。超导物质共同特征超导物质共同特征第14页 超导电性本质终究是什么。一开始人们便从试验超导电性本质终究是什么。一开始人们便从试验和理论两个方面进行探索。不少著名科学家为此付出和理论两个方面进行探索。不少著名科学家为此付出了巨大努力。了巨大努力。然而直到然而直到5050年代才取得了突破性进展,年代才取得了突破性进展,“BCS”“BCS”理理论提出标志着超导电性理论当代阶段开始。论提出标志着超导电性理论当代阶段开始。“BCS”“BCS”理论是由美国物理学家巴丁、库珀和施理论是由美国物理学家巴丁、库珀
10、和施里弗于里弗于19571957年首先提出,并以三位科学家姓名第一个年首先提出,并以三位科学家姓名第一个大写字母命名这一理论。大写字母命名这一理论。这一理论关键是计算出导体中存在电子相互吸引这一理论关键是计算出导体中存在电子相互吸引从而形成一个共振态,即存在从而形成一个共振态,即存在“电子对电子对”。巴丁、库珀、施里弗荣获巴丁、库珀、施里弗荣获19721972年诺贝尔物理奖年诺贝尔物理奖。超导电性本质超导电性本质巴丁、库珀、施里弗荣获巴丁、库珀、施里弗荣获1972年诺贝尔物理奖年诺贝尔物理奖第15页 1962 1962年英国剑桥大学硕士约瑟夫森依据年英国剑桥大学硕士约瑟夫森依据“BCS”“BC
11、S”理论预言,在薄绝缘层隔开两种超导材料之理论预言,在薄绝缘层隔开两种超导材料之间有电流经过,即间有电流经过,即“电子对电子对”能穿过薄绝缘层(隧道能穿过薄绝缘层(隧道效应);同时还产生一些特殊现象,如电流经过薄绝效应);同时还产生一些特殊现象,如电流经过薄绝缘层无需加电压,倘若加电压,电流反而停顿而产生缘层无需加电压,倘若加电压,电流反而停顿而产生高频振荡。这一超导物理现象称为高频振荡。这一超导物理现象称为“约瑟夫森效应约瑟夫森效应”。这一效应在美国贝尔试验室得到证实。这一效应在美国贝尔试验室得到证实。“约瑟夫森约瑟夫森效应效应”有力支持了有力支持了“BCS“BCS理论理论”。所以,所以,约
12、瑟夫森则取得约瑟夫森则取得19731973年度诺贝尔物理奖。年度诺贝尔物理奖。超导电性本质试验证实超导电性本质试验证实约瑟夫森则取得1973年度诺贝尔物理奖第16页 德国物理学家柏诺兹和瑞士物理学家缪勒从德国物理学家柏诺兹和瑞士物理学家缪勒从19831983年开始集中力量研究稀土元素氧化物超导电年开始集中力量研究稀土元素氧化物超导电性。性。19861986年他们终于发觉了一个氧化物材料,其年他们终于发觉了一个氧化物材料,其超导转变温度比以往超导材料高出超导转变温度比以往超导材料高出1212度。度。这一发觉造成了超导研究重大突破,美国、这一发觉造成了超导研究重大突破,美国、中国、日本等国科学家纷
13、纷研究,很快就发觉了中国、日本等国科学家纷纷研究,很快就发觉了在液氮温度区获(在液氮温度区获(-196C-196C。以下)得超导电性陶瓷以下)得超导电性陶瓷材料,今后不停发觉高临界温度超导材料。这就材料,今后不停发觉高临界温度超导材料。这就为超导应用提供了条件。为超导应用提供了条件。柏诺兹和缪勒也所以获柏诺兹和缪勒也所以获19871987年诺贝尔物理奖。年诺贝尔物理奖。超导应用重大突破超导应用重大突破柏诺兹和缪勒也所以获柏诺兹和缪勒也所以获1987年诺贝尔物理奖年诺贝尔物理奖第17页 诺贝尔物理奖授予俄罗斯和美国双重国籍阿布里科索夫、俄罗斯金次堡、英国和美国双重国籍莱格特三人,表彰他们在超导体
14、和超流体理论上作出开创性贡献。奖金130万美金。诺贝尔物理奖第18页 超导电性现象被发觉之后,不少人就想到了超导电性现象被发觉之后,不少人就想到了怎样应用问题。因为当初很多问题在技术上一时还怎样应用问题。因为当初很多问题在技术上一时还难以处理,应用还只是可望不可及事情。难以处理,应用还只是可望不可及事情。伴随近年来研究工作深入,超导体一些特伴随近年来研究工作深入,超导体一些特征已含有实用价值,比如征已含有实用价值,比如超导磁浮列车超导磁浮列车已在一些国已在一些国家进行试验,家进行试验,超导量子干涉器超导量子干涉器也研制成功,也研制成功,超导电超导电机机、用约瑟夫森器件制成、用约瑟夫森器件制成超
15、级计算机超级计算机等正在研制过等正在研制过程中,超导体材料已经深入到科研、工业和人们生程中,超导体材料已经深入到科研、工业和人们生活之中。活之中。当前高温超导当前高温超导-130K-130K超导研究目标超导研究目标-300K-300K第19页第二节 基尔霍夫定律一、电源电动势一、电源电动势二、含源电路欧姆定律二、含源电路欧姆定律三、基尔霍夫定律及其应用三、基尔霍夫定律及其应用第20页第二节第二节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律一、电源电动势一、电源电动势电源电源:把其它形式能量转变为电能装置:把其它形式能量转变为电能装置电动势电动势:单位正电荷从单位正电荷从电源内部自负极移电源内部自负极移到正极时非
16、静电力到正极时非静电力所作功。所作功。电动势方向:电动势方向:从负极经电源从负极经电源内部到正极内部到正极-+-+正极正极负极负极电电子子移移动动方方向向电电流流方方向向第21页电源功率电源功率P P:单位时间内非静电力所作功。单位时间内非静电力所作功。单位时间在内、单位时间在内、外电路上所放出焦外电路上所放出焦耳热之和等于电源耳热之和等于电源功率。功率。电源电动势等于非静电力作用下正电荷经电源电动势等于非静电力作用下正电荷经过电源从负极到正极一个电势提升。电势提升过电源从负极到正极一个电势提升。电势提升抵消内、外电路上电势降落。抵消内、外电路上电势降落。IR第22页 R 1 E 1 R 2
17、E 3R3 I1I2 I3ABC怎样求电路中两点电压?(假设电流方向如图所表示)二、含源电路欧姆定律二、含源电路欧姆定律关键关键:电压升降电压升降第23页ACB *电路两端电势差等于电阻上电势降落代数和减去各电电路两端电势差等于电阻上电势降落代数和减去各电源电动势提升代数和。源电动势提升代数和。-含源电路欧姆定律含源电路欧姆定律研究方向研究方向(A(AB)B)与电流方向一致,电阻电势降落,与电流方向一致,电阻电势降落,IR 取正值;取正值;研究方向与电流方向相反,电阻电势增加,研究方向与电流方向相反,电阻电势增加,IR 取负值;取负值;研究方向与电源电动势方向相同,电源电势提升,研究方向与电源
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物理学 公共课 一等奖 全国 获奖 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。