《电源和电流》ppt课件（人教版高二物理选修3-1）

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1、讲解人：XX老师 时间 ：2020.5.20 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 第1节节 电电源和电电流 第二章 恒定电流 人 教 版 高 中 物 理 选 修 3 - 1 课堂导入 电闪电闪 雷鸣时鸣时 ，强大的电电流使天空发发出耀眼的闪闪光，但它只能存在于一瞬间间， 而手电电筒中的小灯泡却能持续发续发 光，这这是为为什么? 问题问题 1：什么是电电流？ 电荷的定向移动形成电流 金属导体自由电子，电解液正、负离子。 问题问题 2：哪里存在自由电电荷呢？ 问题问题 3：有自由电电荷就形成电电流吗吗？ 无电压时 ，导体中的自由电荷做无规则 运动，在一段时间 内向左、向右穿过

2、横截面的自 由电荷数相等，从宏观上看，不能形成电流。 一：产生电流的条件 - A + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 导导体A、B之 间间有电势电势 差 当导体两端存在电势差时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力 的作用下发生定向移动，形成电流。 一：产生电流的条件 A B 连连通器 水势势A 水势势B 抽水机 水流 - - P - + A + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ - - 1.能把电子从A搬运到B的装置。 2.作用:保持导体两端的电势 差(电压 )，使电路有持续的电流。 这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。 正极 负负极 电

3、电源 二：导体中产生持续电流的条件 +- E 有自由移动动的电电荷 内因 两端有电势电势 差 外因 电流形成的条件 【问题1】：导线中电子为什么能从电源的负极沿导线定向移到正极?在有电 源的电路中,导线内部的电场又有何特点? - - + A + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P M N E0 Fn Ft F 三：电路中电场分布规律 - - + A + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P M N E0 F Fn Ft M N E0 E0 E M N E 导线 内很快形 成沿导线 方向 的电场 【归纳总结 】导体内的电场线 保持和导线平行 导线导线 中的电

4、场电场 三：电路中电场分布规律 导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管 这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定 的，电场的分布也是稳定的。 【归纳总结 】由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。 在静电场中所学的电势、电势差及电场强度的关系，在此同样适用。 恒定电场 【理论探究】 1. 由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加。 2. 在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速。 3. 因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变 化。 4. 在这个电路中串联一个电流表,其读数保持恒定。 四：恒定电流形成 恒定电场电场

5、 电场电场 强度不变变 自由电电子在各个位置的定向运动动速率不变变 串联联一个电电流表,读读数不会变变 恒定电电流 四：恒定电流形成 1. 大小、方向都不随时间变 化的电流称为恒定电流。 2. 电流(I)：表示电流的强弱程度。 定义：通过导 体横截面的电荷量q跟通过这 些电荷量所用时间 t的比值叫做电流。 公式： 单位:国际单 位 安培(A) 1 A=1 C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（A） 方向：正电荷定向移动的方向 恒定电流 【特别提醒】 （1）适用于任何电荷定向移动形成的电流。 （2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）定向移动的方向相反（3） 在电解液中，电流方向与正离子定向

6、移动的方向相同，与负离子定向移动的方 向相反。导电时 ，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，电荷量q表示通 过横截面的正、负离子电荷量的绝对值 之和。 恒定电流 1. 建立模型 一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电 荷量为q。 五、决定电流大小的微观量 AB导体中的自由电荷数 总电 荷量 所有这些电荷通过横截面所需要的时间 故导体AB中的电流 由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数、每个自由电荷所带的 电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关。 2. 理论推导 五、决定电流

7、大小的微观量 vt v S v 【例1】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线 ,通过的电流I=1 A,已知铜的=8.9103kg/m3,铜的 摩尔质量M=6.410-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1,电子的电量e=-1.610-19 C, 求铜导线 中自由电子定向移动的速率。可认为铜导线 中平均每个铜原子贡献一个自由电 子。 典型例题 【解析】设自由电子在导线 内定向移动的速率是v。取一段导 线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为 t，则这 段导线 的长度为vt，体积为 vtS，质量为vtS，则 这段导线 中的原子数为 则这则这 段导线导线 中的

8、自由电电子数也为为n， t时间时间 内通过导过导 体横截面的电电荷量是 把这这个式子代入 ,得 解得 vt vv 典型例题 【题后反思】如果认为电 子的定向移动速率就是电流的传导速率，这和我们 的生活经验是否相符？怎样解释？ 电子定向移动的速率约为10-5 m/s， 电子热运动的平均速率约为105 m/s， 电场的传播速率为3108 m/s。 典型例题 1.形成电流的条件： （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2.电源的作用：提供持续的电压。 3.恒定电场:由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场。 4.恒定电流:大小方向都不随时间变 化的电流。 5.电流:表示电流强弱程度的物理量。 定义式： 课堂小结 讲解人：XX老师 时间 ：2020.5.20 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 感谢谢各位的聆听 第二章 恒定电流 人 教 版 高 中 物 理 选 修 3 - 1