11.1电源和电流 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（14张PPT）

(共14张PPT)
§11.1 电源和电流
导入
闪电只能存在一瞬间，手电筒却可以持续发光，这是为什么？
电源
A
+
+
+
+
+
+
B
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电源
能把电子从A搬到B的装置就是电源，A和B是电源的两个电极；
电源的作用就是搬运电荷，保持正负极间存在稳定电势差
电源
恒定电流
A
+
+
+
+
+
+
B
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电源
电源、导线和各元件中都存在电荷，由于电荷流走又不断补充，整体处于动态平衡状态，电荷的分布不变，在导线中形成了稳定分布的电场，即恒定电场；
恒定电场中，由于电荷分布不随时间变化，静电场关于电势、电势差及与场强的关系的结论仍可以使用；
恒定电场作用下，自由电荷做定向运动，不断加速，同时，自由电荷与电路中固定的原子等碰撞减速，整体上看，自由电荷定向运动的速率不随时间变化；
由于自由电荷定向移动的速率不变，电流大小也不变，我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
电流
产生电流的条件：导体中存在自由电荷，导体两端有电压
定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量
定义式：
物理意义：表示电流的强弱程度
单位：安培，简称安，符号A，常用单位还有mA、μA
标矢性：标量，但有方向，正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
时间 t 内通过导体某个横截面的电荷量
决定式：(适用于纯电阻电路)
练习
1、一条导线中的电流为50μA，在3.2s内通过这条导线某一横截面的电荷是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？
2、原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率 v 在半径为 r 的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为 e，等效电流有多大？
练习
3、某兴趣小组调查一条河流的水质情况，通过计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于6 C的正离子和9 C的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是(　　)
A．0.25 A　顺流而下 B．0.05 A　顺流而下
C．0.25 A　逆流而上 D．0.05 A　逆流而上
电流的微观表达式
如果从微观角度分析，电流大小可能与哪些因素有关？
自由电荷的电荷量；
自由电荷的移动速率；
导体内自由电荷的密集程度；
导体的横截面积……
S
v
导体单位体积内自由电荷数（自由电荷数密度）
单个自由电荷电荷量
导体的横截面积
自由电荷定向移动的平均速率
电流的微观表达式
区分以下几个速率：
电子定向移动的平均速率：10-4 m/s
导体中建立电场的速率：光速
电子做无规则热运动的平均速率：105 m/s
练习
4、有一条横截面积 S = 1 mm2 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=6.02×1023mol-1，电子的电荷量 e = -1.6×10-19C。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。
S
v
常见的电源
干电池
锂电池
铅蓄电池
锌汞/锌锰电池
容量：
电池放电时能输出的总电荷量叫做电池的容量。通常以安时（A·h）或毫安时（mA·h）作为单位。
练习
5、某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mA·h，待机时间为22d，请估算该手机的待机电流有多大。说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。