人教版高中物理选修3-1-电源和电流-课件.ppt

1、2.1 2.1 电源和电流电源和电流 电闪雷鸣时电闪雷鸣时,强大的电流使天空发强大的电流使天空发出耀眼的闪光出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬但它只能存在于一瞬间间,而手电筒中的小灯泡却能持续发而手电筒中的小灯泡却能持续发光光,这是为什么这是为什么?一、电流的形成一、电流的形成1 1电流：电流：电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流vI思考：思考：电荷的热运动能形成电流吗？电荷的热运动能形成电流吗？电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流等势体等势体2.2.如何使电荷定向移动？如何使电荷定向移动？导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势导体中自由电子

2、的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线体，达到静电平衡，导线R R中会产生一个中会产生一个瞬时瞬时电流电流-BA-A+_B_AB水池3.3.如何使电荷如何使电荷持续持续定向移动？定向移动？-BA-+A+_B_P-二、电源能把自由电子从能把自由电子从正极正极搬到搬到负极负极的装置的装置.形成电流的条件：形成电流的条件：（1）存在）存在自由电荷自由电荷电解液电解液正、负离子正、负离子 当导体两端存在当导体两端存在电压电压时，导体内建立了时，导体内建立了电场电场，导，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流成电流金属导体金属导

3、体自由电子自由电子（2）导体两端存在）导体两端存在电压电压你了解我吗？你了解我吗？-+A+_B_P假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线MNE0FFnFt三、恒定电场三、恒定电场-+A+_B_P假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线MNE0FFnFtMNE0E0E MNE导线内很快导线内很快形成沿导线形成沿导线方向的电场方向的电场三、恒定电场三、恒定电场导体内的电场线保持和导线平行导体内的电场线保持和导线平行E 导线内的电场，是由电源、导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也共同形

4、成的。尽管这些电荷也在运动，但在运动，但有的流走了，另外有的流走了，另外的又来补充的又来补充，所以电荷的分布，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。是稳定的，电场的分布也稳定。-恒定电场恒定电场四、恒定电流四、恒定电流电流电流(I):(I):表示电流的强弱程度表示电流的强弱程度.（1 1）定义定义:通过导体横截面的电量通过导体横截面的电量q q跟通过这些电跟通过这些电量所用时间量所用时间t t的比值叫做电流的比值叫做电流 （2 2）公式公式:I=q/t:I=q/t（3 3）单位单位:国际单位国际单位 安培安培(A)1A=1C/s(A)1A=1C/s 常用单位常用单位：毫安（：毫安（mAmA

5、）、微安（）、微安（AA）（4 4）方向方向:正电荷定向移动的方向，但电流是正电荷定向移动的方向，但电流是标量标量，它的运算不遵循平行四边形定则，它的运算不遵循平行四边形定则（1 1）适用于）适用于任何电荷任何电荷的定向移动形成的电流。的定向移动形成的电流。注意注意I（2 2）在电解液中，电流方向与）在电解液中，电流方向与正离子正离子定向移动定向移动方向方向相同相同，与，与负离子负离子走向移动方向走向移动方向相反相反导电导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量电量q q表示通过截面的正、负离子表示通过截面的正、负离子电量绝对值电量绝对值之和。

6、之和。1 1、在金属导体中，若、在金属导体中，若10s10s内通过横截面的电量内通过横截面的电量为为10C10C，则导体中的电流为，则导体中的电流为_A_A；2 2、某电解槽横截面积为、某电解槽横截面积为0.5m0.5m2 2，若，若10s10s内沿相反内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为方向通过横截面的正负离子的电量均为10C10C，则电解液中的电流为则电解液中的电流为_A_A 课堂训练课堂训练123 3、有一条横截面积有一条横截面积S=1mmS=1mm2 2的铜导线的铜导线,通过的电流通过的电流I I=1A,=1A,已知铜的密度已知铜的密度=8.9=8.910103 3kg/mkg/

7、m3 3,铜的摩尔铜的摩尔质量质量M=6.4M=6.41010-2-2kg/mol,kg/mol,阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NNA A=6.02=6.0210102323molmol-1-1,电子的电量电子的电量e=-1.6e=-1.61010-19-19C,C,求铜导线中自由电子定向移动的速率求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.vtsV svtVmMsvtNNMmnAAMesvNtneIAsmesvNIMvA5105.7解析：解析：vvvvv思考题思考题 如果认为电子的定向运动速率就是电流如果认为电子的

8、定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？怎样解释？电子定向移动的速率约电子定向移动的速率约10 10-5-5 m/s m/s，电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10 10 5 5 m/s m/s，电场的传播速率电场的传播速率3 310 10 8 8 m/s.m/s.3 3决定电流大小的微观表达式决定电流大小的微观表达式 导体的横截面积为导体的横截面积为S S导体每单位体积内的自由电荷导体每单位体积内的自由电荷数为数为n n，每个电荷的电荷量为，每个电荷的电荷量为e e，电荷的定向移动速，电荷的定向移动速率为率为v vMes

9、vNIAANMnnesvI 课堂训练课堂训练4 4、关于电流的方向，下列叙述中正确的是（、关于电流的方向，下列叙述中正确的是（）A A金属导体中电流的方向就是自由电子定向金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向移动的方向B B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定电流方向不能确定C C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向定向移动的方向D D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同相同，有时与负电荷定向移动的方向相同C

10、C课堂训练课堂训练5 5、某电解质溶液，如果在、某电解质溶液，如果在1 s1 s内共有内共有5.05.010101818个二个二价正离子和价正离子和1.01.010101919个一价负离子通过某横截面，个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？那么通过电解质溶液的电流强度是多大？AAI2.31106.1)100.12100.5(191918课堂训练课堂训练6 6、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为核距离为r r的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为子的电荷量为e e，质量为，质量为

11、m,m,求电子绕核运动的求电子绕核运动的等效电流多大？等效电流多大？TeI rTmrek222)2(rmkreI221 1、形成电流的条件：、形成电流的条件：（1 1）存在自由电荷（）存在自由电荷（2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压2 2、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压3 3、导线中的电场、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平导线内的电场线保持和导线平行行.(.(恒定电场恒定电场)4 4、恒定电流、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流大小方向都不随时间变化的电流.5 5、电流、电流:表示电流的强弱程度的物理量表示电流的强弱程度的物理量.（1 1）定义式）定义式 I I=q/t=q/t （2 2）金属导体中电流的决定式）金属导体中电流的决定式小结:nqsvI