物理人教版（2019）必修第三册11.1电源和电流（共22张ppt）

(共22张PPT)
11.1 电源和电流
第十一章 电路及其应用
电闪雷鸣时,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,这是为什么呢
电流的形成
1．电流：
　电荷的无规则热运动，从宏观上看，不能形成电流．
电荷的定向运动形成电流．
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B
A
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A
+
+
+
+
+
+
+
+
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B
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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H中会产生一个瞬时电流
抽水机
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+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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P
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一.电源
1.能把自由电子从正极搬回负极的装置.
2.作用:让导体两端始终存在电势差(电压),使电路中有持续的电流.
手电筒中的小灯泡能持续发光，是因为电路中有电源，使得电路中的电流能够持续存在。
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．
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+
A
+
+
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+
+
+
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B
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P
假设在电源正、负极之间连一根导线
二.导线中的电场
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，电场的分布也稳定。
---叫做恒定电场
它的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。
-
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+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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P
假设在电源正、负极之间连一根导线
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
即：导线内的电场线保持和导线平行
三、恒定电场
由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场.
在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。
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
我们把大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。这一章我们研究恒定电流。
电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则．
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.也叫电流强度
单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，
电流就越大。
定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流 .
公式:I= q / t
单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
（什么叫交流电？）
方向:与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反
国际基本单位
1、在金属导体中，若5s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为________A；
2A
课堂训练
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2、关于电流的方向，下列叙述中正确的是
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B．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
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D．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
C
例题1. 有一条横截面积S =1 mm2 的铜导线，通过的电流I ＝ 1 A。已知铜的密度 = 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。在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速率。
电流微观表达式 I=nqvs
电动汽车中的电池(阅读课本、试着回答以下问题）
①电池的正极和负极各由什么材料制成 电池内部电场的方向是怎样的
②给锂电池充电时，带正电的锂离子向哪个方向运动 静电力做正功还是负功 能量是怎么转化的
③锂电池供电时，锂离子向哪个方向运动 静电力做正功还是负功 能量如何转化
④电池的容量指的是什么 某电动汽车的电池容量是94A h，其含义是什么
⑤某电动汽车的容量是94A h，若以72km/h的速度行驶，大约可以行驶5h，请问该汽车电池以此速度工作的电流大约为多少 电池的续航(充电一次能行驶的路程)是多大
电动汽车中的电池
纯电动汽车使用的能源不是汽油，而是电
能，提供电能的是锂离子电池。虽然电池的外形各异，但电动汽车和便携式计算机、移动电话等使用的电池在本质上是一样的。
①锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化
合物为正极。电池内部电场的方向是从正极指向负极。
电动汽车中的电池
②给锂电池充电时，带正电的锂离子向哪个方向运动 静电力做正功还是负功 能量是怎么
转化的
②带正电的锂离子从正极
向负极运动，静电力做正功，电势能减小，电能转化为化学能。
在充电的过程中，通过化学反应， 电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极。负极的碳材料有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多。
电动汽车中的电池
③锂电池供电时，锂离子向哪个方向运动 静电力做正功还是负功 能量如何转化？
③带正电的锂离子从负极
向正极运动，静电力做负功，电势能增大，化学能转化为电能。
当汽车开动时，锂电池供电，在负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，则放出的电荷量也就越大
电动汽车中的电池
④电池的容量指的是什么 某电动汽车的电池容量是94A h，其含义是什么
电池放电时能输出的总电荷量叫电池的容量。
电动汽车的电池容量是94A·h，说明该汽车放出的总电荷量是94A h=2.304x10 5C。
⑤某电动汽车的容量是94A h，若以72km/h的速度行驶，大约可以行驶5h，请问该汽车电池以此速度工作的电流大约为多少 电池的续航(充电一次能行驶的路程)是多大
94A h/5h=18.8A
72km/h*5h=360km
电动汽车中的电池
电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的
容量，通常以“安时”（A · h）或“毫安时”（mA · h）作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组（图11.1-5）。
三、生活中的电池
太阳电池
干电池
铅蓄电池
锂电池
锌汞电池
电路中每通过1C的电量，电源把2J的
化学能转变为电能
B. 蓄电池两极间的电压为2V
C. 蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
D. 蓄电池将化学能转变为电能的本领比
一节干电池（电动势为1.5V）强
3、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ）
ABD
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