物理：2.1《电源和电流》课件(新人教版选修3-1).ppt

2.1电源和电流 雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么? 一、电源 小结:形成电流的条件 （1）存在自由电荷 　 金属导体——自由电子 电解液——正、负离子 （2）导体两端存在电压 　　 当导体两端存在电压时，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． 　 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流． 我们在上一章中曾经得出结论:在静电平衡时,导体内部的场强为零,导体上任意两点之间的电势差为零(等势体).这与我们现在的说法有矛盾吗?为什么? 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，电场的分布也稳定。-----恒定电场 恒定电场 恒定电流 （1）电流为标量，电流虽有方向但是标量（2）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 例题1:某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？ 例题 2 有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.62 × 1023mol-1，电子的电量e=-1.6 × 10-19C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。 解：设自由电子定向移动的速率是v 四、电流的微观表达式 推导： 课堂训练 2、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？ 思考题 如果认为电子的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？怎样解释？ 三种速度的区别 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、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行. (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:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式 * 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. (瞬时电流) 1、电流的形成 2、持续电流的形成 倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。 装置P?电源 - B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 等势体 导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差 A B 水池 导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体,达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流 抽水机 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 电源 1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流. - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 假设在电源正、负极之间连一根导线 M N E0 F Fn Ft 二.导线中的电场 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 假设在电源正、负极之间连一根导线 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 二.导线中的电场 导体内的电场线保持和导线平行 思考题 由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场. 恒定电场 电场强度不变 自由电子在各个位置的定向运动速率也不变 串一个电流表,读数不会变(恒定电流) 电流： 1、 定义： 大小、方向都不随时间变化的电流 用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱 2、 公式： 4 、 方向：正电荷定向移动的方向 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 可得 3、 单位：安培 A 其他单位 mA μA 答案：1.6A 说明 通过横截面的电荷量是 由 得 从中解出 代入数值后得 v =7.5 ×10-5 m/s 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