导体中电荷作定向运动形成电流，方向和大小都不随时间变化的电流叫做稳恒电流。
形成传导电流的条件是：
①物体中有可移动的电荷，即载流子；
②物体两端有电势差或物体内有电场。例如在金属导体内就有可以自由移动的电荷——自由电子，所以在金属导体的两端加上电压时就可在其内形成电流，因而金属是导电的，称为导体。
（2）电流强度
电流的强弱用电流强度来表示，其定义为：单位时间通过导体任一截面的电量。假定在dt时间内，通过导体截面的电量为dq，用I表示电流强度，则有
I?dqdt
其单位是安培(用A表示)，1安培＝1库仑／秒。电流强度是标量，通常所说的电流方向是指电荷在导体内移动的方向，并非电流是矢量。当I = dq/dt =常数时，即电流强度的大小和方向都不随时间发生变化时，这种电流称为稳恒电流，也叫直流电流；当I随时间发生周期性变化时，称为交变电流；当I随时间作正弦规律的变化时，称为正弦交流电。
(3)电流密度
应该注意：电流虽然是电荷的定向移动形成的，但电流的传递速度与电荷定向移动的速度是完全不同的。一般来说，导体内各点的电流分布是不相同的，为了描述电流分布的详细情况，我们引入一个新的物理量——电流密度。
在电流通过的导体中的某处取一小面元dS ，使dS?的法线单位矢量n0的方向和该处的电流方向一致，设垂直通过dS?的电流强度为dI，则电流密度定义为：
j =
dIdS?n0
该式表明，电流密度的大小等于垂直通过单位面积的电流强度，方向与该处小面元dS?的法线方向即电流方向一致，单位是安培／米2（A/m2）。
由上式还可求出通过任一有限面积S的电流强度。在S上任取一面积元dS，其法向方向与该处的j夹－角度为θ角，则通过dS的电流强度
I?jdScos?? j2dS
2．电流连续性方程?
在导体内任取一个闭合曲面S，因为闭合曲面S的法线正方向总是规定向外的，所
26
以通过该闭合曲面的j通量，就是面内向外流出的电流强度，亦即单位时间向外流出的电量。根据电荷守恒定律，从曲面内流出的电量应等于面内电量的减少量。设闭合曲面内的电量为q，则有?
??s?j?dS??dqdt
试式称为电流连续性方程。对于稳恒电流，由于I的大小和方向都不随时间发生变化，这样形成电流的电场就必须是一个稳定场，产生电场的电荷就必须是一个稳定的分布，这样对于任一闭合曲面S，必有
??s?j?dS?0
此即为稳恒电流的连续性方程，也叫电流的稳恒条件。如果取导体的两个截面S1和S2以
及导体的侧面
构成一个闭合曲面，则由(8.5)式知，单位时间内通过S1面的电量一定等于单位时间内通过S2的电量，即?
I1?I2
这是稳恒电流连续性方程的另一种表达形式。?
四、板书设计
（见多媒体光盘）
五、练习作业
思考题：1－4 作 业：1－9
第二节 均匀电路的欧姆定律 电热定律
一、教学内容
（1）均匀电路的欧姆定律 （2）电阻定律
（3）欧姆定律的微分形式 （4）电功及电热定律
二、教学方式
讲授
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三、讲课提纲
1. 均匀电路的欧姆定律?
所谓均匀电路，就是一段不含电源的稳恒电路，比如给导体两端加上恒定的电势差，导体中相应地就存在着稳恒电流，电势差
Uab?Ua?Ub
I?UabR?
该式称为均匀电路的欧姆定律。式中R是常数，称为导体的电阻，在国际制单位中的单位为欧姆(用Ω表示)。
2．电阻定律
一般金属导体电阻的大小与导体的材料和几何形状有关。实验指出，对由一定材料制成的横截面均匀的导体的电阻?
R??lS
该式称为电阻定律。当导体的横截面积不均匀或电阻率不均匀时，导体的电阻?
R??dR???dRdS
3．半导体和超导体?
一般把电阻率小于10?6Ω2m的材料叫导体，电阻率大于106Ω2m的材料叫绝缘体，电阻率在10?6～106Ω2m之间的材料叫半导体，锗和硅是最常见的半导体。
当温度降到某一特定热力学温度Tc时，某些金属、合金以及金属化合物的电阻率会几乎减小到零，这种现象叫超导现象。能产生超导电现象的材料叫超导体，超导体处于电阻率为零的状态叫超导态。TC叫做转变温度。到目前为止，通过对各种金属的实验测定，人们已发现在正常压力下，有28种元素具有超导电性，其中铌 (Nb)的转变温度最高，Tc＝9.26 K，钨(W)的转变温度最低，Tc＝0.012 K。另外有10多种金属，在加压和制成高度无序薄膜以后，也会变为超导体。目前约有5000种合金和化合物具有超导现象，最高转变温度已达90 K。
4.欧姆定律的微分形式?
在通有电流强度I的导体中，沿电流线方向任取一个小圆柱体，通过的电流强度为
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dI，长度为dl，横戴面积为dS，使圆柱体的轴线和它所在处的电场强度E的方向一致，面积dS垂直于E。沿电场方向圆柱体两端的电势为U和U＋dU，圆柱体电阻为R，电流密度矢量为j。则
dI?dURdldS?
E?dUdl而 dI=jdS R??所以 jdS?Edl?1
?dldS?EdS =γEdS 即 j = γE 称作欧姆定律的微分形式。它表明导体中任意一点的电流密度与该点的电场强度成正比，且同方向。
5.电功及电热定律?
电流通过一段电路时，电场力作的电功? A = qU =IUt 电功率 P = A/t =IU 电流通过电阻时产生的热量由实验得出为? Q?I2Rt 该式叫电热定律，也叫焦耳定律，其电热功率为 p?电热功率密度 ?Q?dPdV?R?dIdSdldQdt?IR2?
?2?dI?222?????j????E????E ?dS?2也称作焦耳定律的微分形式，它像欧姆定律的微分形式一样，是对任意一点都是成立的。?
例题1：长为l，内外极半径分别为rA和rB中间填满电阻率为ρ介质的圆柱形电容器，极间加以电压U，试求介质的漏电阻、电流密度和极间电场强度。?
四、板书设计
（见多媒体光盘）
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五、练习作业
思考题：5－12 作 业：10－15
第三节 电动势 非均匀电路的欧姆定律
一、教学内容
（1）电源 电源电动势 （2）非均匀电路的欧姆定律? （3）闭合电路的欧姆定律
二、教学方式
讲授
三、讲课提纲
1．电源?
为了形成稳恒电流，必须有一种装置，它能为电路提供一种非静电力，从而把正、负电荷再分开以维持电势差不变。在电路上，把能够提供这种非静电力的装置叫电源。从能量的角度讲，电源是一种向电路提供能量的装置，干电池、蓄电池、发电机等都属于电源。电源是一种能量转换装置，它的作用是通过非静电力对电荷作功，把其它形式的能量转换为电路所需的电能。不同的电源，非静电力的形式不同，所以能量转换的方式也不同。?
2．电源的电动势
电源有两个电极，一个叫正极，一个叫负极。电源工作时就是靠非静电力作功不断地把正电荷从负极推向正极，其能力的大小用电源的电动势ε来表示，其定义为：把单位正电荷从电源的低电位(负极)推向高电位(正极)非静电力所作的功。设电源对正电荷q施加的非静电力为FK，则从电源负极到正极FK所作的功为? A??_?FK?dl 所以电源的电动势?
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