人教版高中物理选修3-1 2．1电源和电流课件（共24张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-1 2．1电源和电流课件（共24张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 336.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-15 11:24:30 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
2.1电源和电流
第二章恒定电流
1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立
2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
教学目标
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,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么?
1．电流：
电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
电荷的定向移动形成电流．
电流的形成
一、电源
A、B间的电势差会发生什么变化
最后A、B两个导体球会达到什么状态？
R中出现了怎样的电流
电流的形成
一、电源
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
一、电源
持续电流的形成
一、电源
抽水机
在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。
一、电源
一、电源
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.
形成电流的条件：
（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
电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
M
N
E0
导线内很快形成沿导线方向的电场
导体内的电场线保持和导线平行
假设在电源正、负极之间连一根导线
二.恒定电流
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。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.
恒定电场
二.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
二.恒定电流
1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
2.电流(I):表示电流的强弱程度.
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.
公式:I=q/t
单位:国际单位：安培(A)
1A=1C/s
常用单位：毫安(mA)、微安(μA)
方向:正电荷定向移动的方向
电流是标量
二.恒定电流
注意
（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；
（3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
二.恒定电流
1、某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和5.0×1018个二价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？
答案：3.2A
课堂训练
电流的微观表达式
推导：
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,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，每个自由电荷量为q。
l
三.电流微观表达式
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？
课堂训练
3.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=8.9×103
kg/m3
，铜
的摩尔质量M=6.02×10-2
kg/mol，阿伏加德罗
常数NA=6.62×10
23mol-1，电子的电量
e=-1.6
×
10
-19
C
。
求:铜导线中自由电子定向移动的速率
课堂训练
思考题
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？
三种速度的区别
（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）
（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-5m的数量级。（对每个电子而言）
（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒105米。
知识拓展
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、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.
(恒定电场)
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
I=q
/
t
（2）金属导体中电流的计算式
n
为单位体积内自由电荷数目，S
为导体横截面积，v为电荷定向移动速率，q为每个自由电荷的电量
课堂小结
作业布置
1.完成预习学案
2、一线精练：
必做：课堂10分钟，A组
选作：B组
备选题：来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷量e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。如图所示,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=_______。
2.1电源和电流
第二章恒定电流
1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立
2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
教学目标
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,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么?
1．电流：
电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
电荷的定向移动形成电流．
电流的形成
一、电源
A、B间的电势差会发生什么变化
最后A、B两个导体球会达到什么状态？
R中出现了怎样的电流
电流的形成
一、电源
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
一、电源
持续电流的形成
一、电源
抽水机
在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。
一、电源
一、电源
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.
形成电流的条件：
（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
电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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P
M
N
E0
导线内很快形成沿导线方向的电场
导体内的电场线保持和导线平行
假设在电源正、负极之间连一根导线
二.恒定电流
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。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.
恒定电场
二.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
二.恒定电流
1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
2.电流(I):表示电流的强弱程度.
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.
公式:I=q/t
单位:国际单位：安培(A)
1A=1C/s
常用单位：毫安(mA)、微安(μA)
方向:正电荷定向移动的方向
电流是标量
二.恒定电流
注意
（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；
（3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
二.恒定电流
1、某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和5.0×1018个二价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？
答案：3.2A
课堂训练
电流的微观表达式
推导：
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,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，每个自由电荷量为q。
l
三.电流微观表达式
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？
课堂训练
3.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=8.9×103
kg/m3
，铜
的摩尔质量M=6.02×10-2
kg/mol，阿伏加德罗
常数NA=6.62×10
23mol-1，电子的电量
e=-1.6
×
10
-19
C
。
求:铜导线中自由电子定向移动的速率
课堂训练
思考题
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？
三种速度的区别
（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）
（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-5m的数量级。（对每个电子而言）
（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒105米。
知识拓展
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、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.
(恒定电场)
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
I=q
/
t
（2）金属导体中电流的计算式
n
为单位体积内自由电荷数目，S
为导体横截面积，v为电荷定向移动速率，q为每个自由电荷的电量
课堂小结
作业布置
1.完成预习学案
2、一线精练：
必做：课堂10分钟，A组
选作：B组
备选题：来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷量e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。如图所示,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=_______。