物理人教版（2019）必修第三册11.1电源和电流（共26张ppt）

(共26张PPT)
高中物理 必修第三册 2019人教版
第十一章 电路及其应用
11.1 电源和电流
闪电发光时间为何比手电筒发光时间短？
问题导入
电源
思考讨论
电源
A、B为两个带等量异种电荷的金属球，A、B之间是否有电势差？
导线中的自由电子在电场力作用下将由B向A移动，从而形成电流
若用导线将两个球连接起来，导线中是否有电流流过？
概念介绍
导体中的自由电荷在静电力的作用下发生定向移动形成电流
电流的产生
电源
电流形成的条件
1. 导体中有自由移动的电荷：
金属导体中的自由电子
和电解液中的正、负离子
2. 导体两端有电势差
电源
思考讨论
这样的电流能一直持续吗？
为什么？
不能，自由电子由B向A移动，A吸收自由电子电势降低，B失去电子电势升高，最终，AB的电势相等，电子不再定向移动，电流消失。
概念延伸
持续电流的形成
电源
在A、B之间连接一个装置P，作用是在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子搬运给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷，存在恒定的电势差，R内就会存在持续的电流。
持续电流的形成条件
1. 自由移动的电荷
2. 存在恒定的电势差
3. 闭合回路
概念介绍
电源
电源
能把电子从A搬运到B的装置P就是电源， A、B就是电源的两个电极，电源类似于抽水机。
概念延伸
电源的作用
从电荷移动的角度看：
电源
电源的作用就是移送电荷，维持电源正负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流(类似于抽水机)。
概念延伸
电源的作用
从能量转化的角度看：
电源
搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其它形式的能转化为电能的过程。
1、现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源，关于电源，以下说法正确的是 ( )
A. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差
B. 电源的作用就是将其它形式的能转化为电能
C. 只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D. 电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
B
电源
2、关于电流，下列说法中正确的是 ( )
A. 导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动
B. 同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流强度往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动速率大
C. 由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多
D. 电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
B
电源
知识总结
电源
电源
电流的产生：自由电荷在静电力的作用下发生定向移动
电流形成的条件：
电源：把电子从正极搬运到负极从而维持正负极之间存在一定电
势差的装置
电源的作用：
1. 移送电荷
2. 将其它形式的能转化为电能
1. 导体中有自由移动的电荷
2. 导体两端有电势差
恒定电流
问题导入
假设在电源正负极之间连一根导线，那么A、B正负极周围空间的电场是怎样形成的，电场的分布的特点又如何？
由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
特点：
概念介绍
恒定电场
恒定电流
恒定电场任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化,它的基本性质与静电场相同，即静电场中电势、电势差及其与电场强度的关系在恒定电场中同样适用。
定义：
方向：
导线中的电场方向沿导线的切线方向，即导体内的电场线保持和导线平行
E合
概念介绍
电流
定义：单位时间内通过导体截面
的电荷量
恒定电流
电流
定义式：
规定正电荷定向移动方向为电流方向
(标量)
方向：
世纪金榜P44 典例
在电解液和金属导体中都可以形成电流，它们形成电流时有什么不同？
电流既有大小又有方向，它是矢量还是标量？
观察图象，可以得出什么结论？
思考讨论
恒定电流
电流是标量，其运算遵守标量运算法则
金属导体中是自由电子定向移动形成电流，而电解液中是正、负离子定向移动形成电流
恒定电流：大小、方向都不随时间变化
的电流称为恒定电流
概念介绍
3、关于电流的概念，下列说法中正确的是 ( )
A. 导体中有电荷运动就形成电流
B. 电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向
C. 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
D. 对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零
C
恒定电流
恒定电流
4、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？
答案：I=3.2A
知识总结
恒定电流
恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场
电流方向：规定正电荷定向移动方向为电流方向
恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
恒定电流
概念介绍
电流的微观解释
横截面积为S的导体AD两端电压恒定，自由电荷定向移动的速率为v，导体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
概念介绍
电流微观表达式
电流的微观解释
导体中的电流，与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、导体的横截面积和自由电荷定向运动速率四个量成正比。
电流
导体单位体积内的自由电荷数
每个自由电荷的电荷量
自由电荷定向移动的速率
导体的横截面积
电流的决定式：
世纪金榜P45 典例
概念延伸
导体内的三种速率
电流的微观解释
电流的传导速率接近光速
（传导速率不是自由电荷移动速率）
概念延伸
导体内的三种速率的比较
电流的微观解释
5、关于电流，下列说法中正确的是 ( )
A. 通过导体某一横截面的电荷量越多，电流越大
B. 电子定向速率越大，电流越大
C. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
D. 因为电流有方向，所以电流是矢量
C
电流的微观解释
6、一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导线单位长度内的自由电子数为n，铜导线内的每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导线中通过的电流为I，则下列说法正确的是 ( )
A. 自由电子定向移动的速率为v0
B. 自由电子定向移动的速率为
C. 自由电子定向移动的速率为6真空中的光速c
D. 自由电子定向移动的速率为
D
电流的微观解释
知识总结
电流的微观解释
电子热运动的平均速率：导体中的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向的机会相等，故不能形成电流
电流传导速率：在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流
电流的微观解释