11.1 电源和电流 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共18张PPT)

(共18张PPT)
第十一章 电路及其应用
11.1 电源和电流
新课导入：
雷鸣电闪时，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，而手电筒的小灯泡却能持续发光，这是为什么？
一、电源
用导线连接两个分别带正、负电荷的导体，导线中有没有电流通过？为什么？
-
H
A
B
产生瞬时电流
1.导体产生电流的条件：
(1)导体内有自由电子
(2)导体两端有电势差
一、电源
自由电子的定向运动使两个带电体成为等势体，自由电子不能持续定向流动。如何才能使导线H中存在持续的电流呢？
H
A
B
2.电源
(1)定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置。
A
B
水池
抽水机
(2)作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流。
搬运电荷的过程就是克服静电力做功，从其他形式的能转化为电能。
一、电源
3.常见的电源
电源中电势高的一极是正极，电势低的一极是负极。
太阳电池
干电池
铅蓄电池
锂电池
课堂练习：
1.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不断地搬运到正极，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他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
二、恒定电流
1.恒定电场
(1)形成：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。
(2)定义：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
(3)特点：①恒定电场 ≠ 匀强电场；
②任何位置的电场都不随时间变化；
③导体内恒定电场方向沿导体切线方向；
本质：动态平衡
2.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。
导体中自由电荷定向移动的原因
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
M
N
E0
F
Fn
Ft
M
N
E0
E
E′
M
N
E
导线内很快形成沿导线方向的稳定电场
课时跟踪检测（十一）P179
二、恒定电流
(2)定义：通过导体横截面的电荷量与所用时间的比值。
电流在数值上等于单位时间内通过导体横截面积的电荷量
(3)定义式：
(4)国际单位：安培 符号：A 1 A = 1 C/s
1 A = 103 mA = 106 μA
(5)电流是标量，但有方向。
-
-
3.电流
(1)物理意义：描述电流强弱程度的物理量
常用单位：毫安（mA） 微安（μA）
规定正电荷定向移动方向为电流方向。
电源外部，电源内部，电流方向不一样
二、恒定电流
3.电流
(6)q的理解：
①金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
②电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时：
I
【典例1】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 (　　)
学案P67
学案P68
学案P68
三、电流的微观解释
AD是粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，设导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子沿导体定向移动的平均速率为v，每个自由电子的电荷量为e。
自由电子全部通过横截面D所用时间为t
A
D
t时间内通过导体横截面D的电荷量q:
三种速率的比较：
比较项 物理意义 速度/(m·s-1)
自由电子定向移动的平均速率　 金属导体内自由电子的定向移动形成电流，电流与自由电子定向移动的平均速率的关系为 I＝neSv 10－4
电流的传导速率 等于光速。电路接通，导线内以光速c形成恒定电场，各处的自由电子几乎同时开始定向移动形成电流。 3×108
电子热运动的速率 导体内电子不停地做无规则的热运动，由于向各个方向运动的机会均等，不能形成电流。 105
STSE：
电动汽车中的电池
电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量，通常以“安时”（ A·h ）或“毫安时”（ mA·h ）作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。
1 A·h = 3600 C
课 堂 小 结