11.1 电路和电源 课件 (共19张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

(共19张PPT)
第十一章 电路及其应用
第1节 电源和电流
1.理解电流的概念，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流。
2.了解电流形成的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场，初步体会动态平衡的条件,会用公式分析相关问题。
3.从微观角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。
学习目标
新课引入
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
新课教学
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
A
B
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新课教学
_
新课教学
A
+
+
+
+
+
+
+
+
P
-
在A,B之间连接一个装置P,它能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷。这样，A、B之间始终存在电势差，就会存在持续的电流。
B
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-
-
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+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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P
-
-
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.
一、电源
正极
新课教学
负极
－
－
－
－
－
－
+
-
E
① 有自由移动的电荷
② 两端有电势差
内因
外因
新课教学
3.形成电流的条件
4.自由电荷的种类
有三种微粒可以形成电流：自由电子、正离子、负离子。
金属导体中定向移动的电荷是自由电子;
液体中定向移动的电荷是正离子和负离子;
气体中定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。
新课教学
详尽的分析表明，A、B周围空间的电场是由电源、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，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.
新课教学
大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。
1.物理意义：表示电流的强弱程度的物理量。
2.定义：
3.定义式：
4.单位：
5.方向：
二、电流
注意：电流虽有方向但是电流是标量
安培(A) 其他单位 mA μA
正电荷定向移动的方向
新课教学
单位时间内通过导体横截面的电荷量。
典例精析
例1. (多选)(2021·武汉新洲一中月考改编)下列说法正确的是（ ）
A.电源的作用是使电路中产生电荷
B.电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动
C.电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向
D.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位
√
√
例2. (2021·重庆巴蜀中学月考)在2 s内有0.1 C电荷通过横截面积为2 mm2的金属导体，则电流是（ ）
A.0.025 A B.0.05 A
C.0.1 A D.0.02 A
√
典例精析
例3.如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是
A.当n1＝n2时电流大小为零
√
典例精析
针对训练.(2021·浙大附中期中)某实验室有两种材料制成的两个导体棒A和B，其中A的横截面积为B的2倍，经相等的时间流过导体棒B横截面的电荷量为流过导体棒A横截面的电荷量的2倍.则下列说法中正确的是
A.流过两导体棒的电流相等
B.导体棒B中的电流为导体棒A的2倍
C.导体棒A中自由电子定向移动的速率是导体棒B的
D.两导体棒中自由电子定向移动的速率相同
√
新课教学
三、电流的微观表达式
1.建立模型
一段粗细均匀的导体长为，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为，设导体的横截面积为，导体每单位体积内的自由电荷数为，每个自由电荷的电荷量为。
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-
A
B
新课教学
2. 理论推导
AB导体中的电流：
所有这些电荷通过横截面所需要的时间：
总电荷量：
AB导体中的自由电荷数：
AB导体的体积：
Q
N
-
-
-
-
-
-
-
A
B
新课教学
由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数、每个自由电荷所带的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关．
电子移动的三种速率：
电子定向移动的速率约10-5 ，
电子热运动的平均速率105 ，
电场的传播速率3×108 。
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公式性质
电流的意义
描述的角度
联系
定义式
决定式
时间内的平均电流
某时刻的瞬时电流
大量电荷定向移动的宏观表现
形成电流的微观实质
由可导出
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