物理人教版（2019）必修第三册11.1电源和电流（共19张ppt）

(共19张PPT)
第十一章　电路及其应用
11.1　电源和电流
学习目标
1.了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.
2.理解电流的定义，知道电流的单位和方向.
3.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各量的意义.
雷电是云层间或云层与大地之间的电压达到一定值时将空气击穿而产生的放电现象，所形成的电流是瞬间大电流。手电筒因为有电源的作用，小灯泡中有持续稳定的电流所以能持续发光。
一、引入新课
1、如图A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R 中自由电子会在静电力的作用下定向移动，导线中存在瞬间电流，待正负电荷中和完成电流消失，怎样才能在导线中产生持续电流呢？
2、 A、B两个水池，A的液面比B高，用水管H将两个水池连接起来，在重力的作用下，A池中的水会流向B池，H中会出现水流，当A、B液面相平时，H中的水将不再流动。
如果在A、B间加入一个抽水机，将B中的水及时抽到A中，保持A、B中液面的高度差，从而使水管H中有源源不断的水流过.
A
B
H
1、电源是能把 不断的从正极搬运到负极，从而维持正负极有一定电势差的装置。
自由电子
2、作用:保持导体两端的 ,使电路有持续的电流。
电势差（电压）
（一）电源
电源类似于抽水机----抽电机
二、讲授新课
3、产生稳恒电流的条件
（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。
气体导电——正负离子和自由电子
自由电子无规则运动
在电场力作用下自由电子无规则运动
4、自由电子移动过程分析：
若在A板、B板之间连接一个电流表A，它能在 B 失去电子的过程中，盐桥不断地从 A 取走电子，补充给 B，使 A、B 始终带一定数量的正、负电荷。这样，A、B 之间始终存在电势差，电流表内就会存在持续的电流。A 和 B 是电源的正负电极。
A
B
5、常见的电源
太阳电池
干电池
铅蓄电池
锂电池
锌汞电池
例1.关于电源以下说法正确的是(　　)
A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差
B．电源是将其他形式的能转化为电能的装置
C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
B
1.恒定电流：大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
2.电流(I)
(1)物理意义:反映电流强弱程度的物理量.
(4)单位:
(3)公式:
(2)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。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）
(比值定义式)
国际单位
安培(A) 1A=1C/s
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
(5)方向:
(6)电流是标量
正电荷定向移动的方向（电子流动的反方向）
＋
＋
＋
（二）恒定电流
3、特别说明
（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。
4.电流强度的微观表达式：
设某导体横截面积为S，自由电荷电量为q，自由电荷
定向移动速度为v，单位体积内自由电荷数为n，求该
导体内的电流强度。
S
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5、三种速度的理解
(1)电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为105的数量级。(对每个电子而言)
(2)电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。(对整体而言)，电场的传播速率3×108m/s.
(3)电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米。电子热运动的平均速率105m/s
电子定向移动的速率约10-5m/s
例2
(1)电源能把其他形式的能转化为电能。(　　)
(2)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动。(　　)
(3)恒定电场就是匀强电场。(　　)
(4)恒定电场形成后电路中的电荷不再发生移动。(　　)
(5)因为电流有大小又有方向，所以电流是矢量。(　　)
(6)通过导体截面的电荷量越多，电流越大。(　　)
(7)电流的方向与电荷定向移动的方向相同。(　　)
√
×
×
×
×
×
×
例3.有一条横截面积为1mm2的铜导线，通过的电流I=1A，求铜导线中自由电子定向移动的速率。已知阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=0.064kg/mol，可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。
电子的定向移动速度那么小，为什么房间里开关一打开，灯就亮了呢？
例4 某电解池中，如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1 m2的某截面，那么通过这个截面的电流是(　　)
A．0　 B．0.8 A　 C．1.6 A D．3.2 A
D