人教版（2019）必修第三册 11.1 电源与电流 课件（共19张PPT）

(共19张PPT)
11.1 电源和电流
授课老师：肖航
11.1电源和电流
任务一：电源
2.如何产生持续的电流？
1.用导线连接两导体后电荷会怎么运动？
任务一：电源
A
B
连通器
抽水机
水流
-
-
P
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
-
-
正极
负极
3.产生持续电流的条件
（1）电源定义：能把电子从A搬运到B的装置。
（2）作用:
这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。
保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流。
电源
任务一：电源
4.常见的电源
任务二：恒定电场
1.导线中的电子为什么能够发生定向移动？
存在电场
M
N
E0
F
M
N
E0
E
E0
E′
M
N
E
E0
任务二：恒定电流
2.导线内电荷运动之后电场是否会发生变化？
+
+
E
电荷分布不变，电场的分布也不会随时间变化。
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场
基本性质与静电场相同
+
任务二：恒定电流
3.电荷在恒定电场作用下是否会不断加速？
-
E
恒定电场
电场强度不变
自由电子频繁碰撞，平均速率不变
串一个电流表,读数不变
恒定电流
任务二：恒定电流
如何验证电子定向运动平均速率不变？
任务二：恒定电流
恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流
如何表示恒定电流的方向？
3.方向:正电荷的运动方向
如何描述电流的强弱程度？
1.定义式：
电流是矢量还是标量？
2.单位：
只需考虑定向移动正离子的电量
通过电解液某截面
正离子每秒2C
＋
＋
只需考虑定向移动负离子的电量
q =2C+2C=4C
任务二：恒定电流
q为时间t内通过导体某一横截面的电荷量的绝对值之和
－
－
负离子每秒2C
正离子每秒2C
＋
＋
负离子相当于反向的正离子
通过电解液某截面
粒子电荷量？
从微观层面思考：那些因素会影响电流的大小？
正电荷
单位体积内粒子数量？
任务二：恒定电流
粒子运动速度？
横截面积？
＋
＋
任务三：电流的微观表达式
理论推导：
时间 t 内通过某一横截面的自由电子个数：
总电荷量：
导体的电流：
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速率为v，每个自由电子的电荷量为e。
N = nSvt
q = Ne = neSvt
单位体积内的电荷个数
自由电子的电荷量
导体的横截面积
电荷定向移动速度
任务三：电流的微观表达式
有一横截面积Ｓ＝1.00ｍｍ２ 的铜导线，单位体积中自由电子个数ｎ＝1.0×1029 ｍ－３，电子的电荷量ｅ＝１.６×１０－１９ Ｃ，当通以电流为Ｉ＝1.6Ａ 的电流强度时，求电子定向移动的平均速率
电荷定向运动速率约为：10-4m/s,思考：电子通过1米长的导线大概需要多长时间呢？
需要数个小时，但为什么电源一接通，灯泡就亮了
开关闭合传递的是电场
跑操时音乐一响整个操场的队伍都动起来了，是一个人一瞬间跑了一圈吗？
比较三种速率
速率 大小
定向移动速率 m/s
热运动速率 m/s
传导速率 3m/s
任务四 ：电池的容量
电池是否可以一直源源不断的放电呢？
电池容量：
1.定义：电池放电时输出的总电荷量
2.单位:“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)
10400mAh怎么理解？
37.44Wh是指什么？
任务五 ：电池的容量
特斯拉电动汽车数据 *** 电池类型 锂离子电池
电池容量 94A·h
电池类型 不可拆卸式电池
续航 300~400Km
*** 阅读特斯拉电动汽车数据信息，如果该车以72Km/h速度行驶，大概可以行驶5h，请问该汽车以此速度工作时的工作电流是多少？电池续航是多大？
A=18.8A
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、恒定电场:电场的分布也不会随时间变化.
4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.
5、电流:表示电流的强弱程度的物理量.
（1）定义式
（2）微观表达式
电源和电流
课堂小结
1. (多选) 下表是某品牌电动汽车的标识牌,以下说法正确的是(　 　)
备 用 习 题
AB
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1800 kg
动力电池容量 60 A·h
驱动电机额定功率 30 kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD1A3440000003
A.该电池的容量为60 A·h
B.该电池以6 A的电流放电,可以工作10 h
C.该电池以6 A的电流放电,可以工作60 h
D.该电池充完电可贮存的电荷量为60 C
[解析]从标识牌可知,电池的容量为60 A·h,即以6 A的电流放电可工作10 h,故A、B正确,C错误;
该电池充完电可贮存的电荷量为q=60×3600 C=2.16×105 C,故D错误.
2.有一根横截面积为S的铜导线,通过的电流为I.已知铜的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,电子的电荷量为e.若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子,则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为 (　 　)
A. B. C. D.
B
备 用 习 题
[解析]设铜导线中自由电子定向移动的速率为v,导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,则导线的长度为l=vt,体积为V=Sl=Svt,质量为m=ρvtS,这段导线中自由电子的数目为n=NA=NA,在t时间内这些电子都能通过同一截面,则电流I=,电子定向移动的速率v=,故选项B正确.