3.1 电流 课件 (共21张PPT) 高一下学期物理鲁科版（2019）必修第三册

(共21张PPT)
3.1 电流
学习目标
1、知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释。
2、了解电流速度（传导速度）、自由电子热运动的平均速率和电子漂移速度（即电子定向移动速度）。（难点）
3、知道电流的大小、方向和单位，理解电流的定义式I＝，并能用它进行有关的计算。（重点）
生活中的“电现象”
雷鸣电闪时，强大的电流在天空发出耀眼的光，持续极短的时间。
都市中的霓虹灯，持续发光。
为什么电闪雷鸣时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而霓虹灯却能持续发光？
一、电流的形成
一般的导体内部，电荷做无规则的自由运动。
若使导体处于电场内，电荷会在电场的作用下做定向移动，形成电流。
结论：电荷的定向移动形成了电流。
用导线连接两个分别带等量正负电荷的导体，导体中有没有电流？
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得到电子， B失去电子，周围电场迅速减弱。
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，导线中产生一个瞬时电流。
如果在A、B之间接上一个装置，它能把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，则导体两端始终具有电势差，电路就能产生持续的电流。这个装置就是电源。
电源
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搬运电荷
怎么样才能获得持续的电流呢？
1、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。
2、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。
3、导体中产生电流的条件：
①存在自由电荷；（金属导体中为自由电子、电解液当中为正负离子）
②导体两端存在电势差。
小结：
4、 电路、电源、电流
电路：四个基本部分组成：电源、开关、导线和用电器。
电流：导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流。
5、形成持续电流的条件：
电源：作用是在电路中提供持续的电压。
（1）电路中有电源
（2）电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来。
例1、关于电流，以下说法正确的是（　）
A.只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流
B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D.在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
B
【解析】产生电流的条件为：有可以自由移动的电荷及导体两端有电势差，故只有自由电荷不能形成电流，故A错误。金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的，故B正确。电流的传导速率为电场形成的速率，与自由电子的定向移动速率无关，故C错误。电子定向移动的同时，热运动同样存在，正是因为热运动及碰撞等才形成了稳定的电流，故D错误。
电流定义式：
二、电流的方向与大小
是电流的定义式，电流与电荷量无正比关系，电流与时间也无反比关系。“电量越大电流越大”、“时间越长电流越小” 这些说法都是错误的。
1、定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。
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2、单位：电流的单位是安培，符号是A。常用单位还有毫安（mA）、微安（ A）。1A＝103mA＝106 A。
3、电流的方向：正电荷的定向移动方向为电流移动方向。
电解液中：电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。
金属导体中：电流方向与自由电子定向移动方向相反
注：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量。
4、在应用 计算时注意：
（1）各个物理量的单位都用国际制单位。
（2）电荷量与时间要对应。
（3）要分清形成电流的自由电荷的种类。对金属来讲，是自由电子的定向移动，电荷量为通过横截面的自由电子的电荷量。对电解液来讲，正、负离子是同时向相反方向定向移动的，电荷量为正、负离子电荷量绝对值之和。
例2、某电解质溶液，如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
【解析】设在1s内，通过某横截面的二价正离子数为，一价负离子数为，元电荷的电荷量为e，则t时间内通过该横截面的电荷量为
电流强度为=1.6×10-19×2×1019A=3.2 A
三、电流的微观意义
1、建立模型：
如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体，长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，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，每个自由电荷的电荷量为q。
2、理论推导： AD导体中的自由电荷总数：N=nlS
总电荷量Q=Nq=nlSq
所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t
根据公式q=It
可得：导体AD中的电流：
==nqSv
3、结论：
从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关。
==nqSv
4、区分三种不同的速率
电子定向移动的速率 电子热运动的速率 电流传导的速率
电流就是由电荷的定向移动形成，电流I＝neSv，其中v就是电子定向移动的速率，其大小为10－5 m/s 导体内部电子做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，大小为105 m/s 等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流，大小为3×108 m/s
1、形成电流的条件
（1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压
2、电源的作用：提供持续的电压
3、电流的方向与大小
（1）电流的物理意义：表示电流的强弱程度的物理量。
（2）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。
（3）大小；金属导体中电流的决定式nqSv
课堂总结
Thank You !