1 电源和电流.pptVIP

3．决定电流大小的微观量 1 电源和电流 第二章 恒定电流 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? 1.了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中 的作用. 2.理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和 恒定电流的形成过程. (重点) 3.知道描述电流强弱程度的物理量——电流. 探究问题1：产生电流的条件是什么？ - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ A、B之间有电势差 （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。 探究问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？ A B 连通器 水势A 水势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 负极 一、电源的作用 电源 + - 正极 负极 电源的作用： （1）从物理过程分析：通过非静电力把电子从正极搬运到负极，使电源两极间保持一定的电势差。 （2）从能量转化和守恒 的角度分析：电源把其他形式的能转化为电能。 F - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - - 2.电场力做负功，电子的电势能增加，通过电源把其他形式的能转化为电能. 1. 通过非静电力把电子从正极搬运到负极。 二、恒定电场 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. 由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，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不变 串联一个电流表,读数不会变 恒定电流 三、恒定电流 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（μA） 方向：正电荷定向移动的方向 （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）的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。 注意： 在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，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，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v 则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C 。 已知：n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线 的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率 。 在时间t内通过导体某截面的电荷量为: Q=(vtS)nq 所形成的电流为: I= =nqSv 【例1】如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过导体横截面的自由电子数是多少？若“220 V　60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA，则20 s 内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？ 解析：q＝It＝1×10－3 ×1 C＝1×10－3 C， 设电子的数目为 n ， 则：n＝ ＝6.25×1015个。 当“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时， I＝273 mA. q＝It＝273×10－3×20 C＝5.46 C。 设电子的数目为N，则 N＝ ＝3.4×1019个。 vt v S v 【例2】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A,已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4× 10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19 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。 【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ρvtS，则 这段导线中的原子数为 则这段导