人教版（2019）必修第三册 11.1 电源和电流 课件(共18张PPT)

(共18张PPT)
第一节 电源和电流
一、电源
1.电流：电荷的定向移动形成电流
　电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
金属导体——自由电子
电 解 液——正、负离子
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B
A
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A
+
+
+
+
+
+
+
+
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B
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水流
A
B
连通器
水势A
水势B
导体中产生电流的条件:
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R中会产生一个瞬时电流
存在电场
-
B
A
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
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B
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抽水机
水流
A
B
连通器
水势A
水势B
导体中产生电流的条件:
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R中会产生一个瞬时电流
2.电流的形成条件：
（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。
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+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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P
-
-
二、电源
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)
使导体中有持续的电流.
拓展: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样的作用？
A
B
连通器
水势A
水势B
抽水机
水流
-
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-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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P
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-
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
由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场.
三、恒定电场
恒定电场
电场强度不变
串一个电流表,读数不会变
导体中的自由电荷定向运动中不断与其他粒子碰撞，阻碍了运动，自由电子定向运动的平均速率不变
恒定电流
由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化.如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定.
大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
四、恒定电流
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的比值叫做电流
2.定义式:I= q / t
3.单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
4.方向:正电荷定向移动的方向
注意：电流是标量
它的运算不遵循平行四边形定则
五、电流
拓展学习：电流的微观解释
在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，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，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v
则在时间t 内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C ．
导体两端加一定电压，已知： S为导线的横截面积，n为单位体积内自由电荷的个数，q为每个自由电荷的电荷量，v为自由电荷的定向移动速率。
求：通过导体的电流I
解：在时间t内通过导体
某截面的电量为: Q=(vts)nq
所形成的电流为: I=Q/t=nqSV
1.有一条横截面积S=1mm2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,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
课堂练习
三个速率
思考：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？
约 10 5 m/s
3×10 8 m/s
约 10-5 m/s
1.电流的形成条件：
（1）存在自由电荷;（2）存在电压.
2.电源:把自由电子从正极搬到负极的装置.
电源的作用：提供持续的电压.
3.恒定电场:由稳定分布的电荷产生稳定的电场.
4.恒定电流:大小方向都不变的电流.
5.电流:表示电流的强弱程度的物理量.
（1）定义式 I=q / t
（2）决定式
小结
n为单位体积内自由电荷个数 S为导体横截面积
v为自由电荷定向移动速率 q为每个自由电荷的电量
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？
课堂练习
课后习题答案