11.1 电源和电流 课件 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（18张PPT）

(共18张PPT)
电源和电流
新知导入
问题：
电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，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？
新知导入
新知导入
导体两端存在电势差
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，导线中会产生一个瞬时电流。
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A
+
+
+
+
+
+
+
+
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B
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H
A
B
H
导体中产生电流的条件
A
B
连通器
水势A
水势B
抽水机
水流
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P
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+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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正极
负极
2.怎么才能让导线中有持续电流呢？
1.电源：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.
电源相当于抽水机
新知讲解
新知讲解
一、电源
在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点？
问题:
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A
+
+
+
+
+
+
B
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H
P
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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。
新知讲解
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
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A
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+
+
+
+
+
B
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H
P
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新知讲解
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
由于在恒定电场中，任 何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以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。
新知讲解
恒定电场
恒定电流
电场强度不变
由于阻力自由电子定向运动的平均速率不变
串一个电流表，读数不会变
2.电流(I):表示电流的强弱程度.
1)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.
2)公式:
3)单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
新知讲解
注：电流是标量。它的运算不遵循平行四边形定则。
二、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。
4)方向:正电荷定向移动的方向
【特别提醒】
（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。
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，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。
(1)导体中自由电荷总数：N=
(2)导体中的总电荷量：Q=
(3)所有这些电荷通过导体横截面积所用的时间：t=
(4)电流I：
B
-
A
vt
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-
-
-
-
-
v
电流的微观表达式
课堂练习
体积
质量
例2：有一横截面为的铜导线，通过的电流为，已知铜的密度为，铜的摩尔质量为，阿伏加得罗常数，电子电量为。在这个问题中可认为每个铜原子贡献一个电子，求铜导线中自由电子定向移动速率。
新知讲解
问题：
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？
电子定向移动的速率约：
电子热运动的平均速率：
电场的传播速率：
课堂练习
1.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
课堂练习
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？
拓展
问题：
电源P把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化？从能量的角度看发挥了怎么样的作用？
答：电子的电势能增大，从能量角度看，电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置。
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A
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B
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H
P
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本节内容结束