3.1 电流 —鲁科版高中物理选修3-1课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第3章
恒定电流
第1节
电流
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）用橡胶连接电容器和电流表，电流表无示数
一、电流的形成
（1）用橡胶连接电容器和电流表，电流表无示数
（2）金属导线连接电容器和电流表，电流表有示数
形成电流的条件之一：回路中存在自由电荷
一、电流的形成
_
等势体
形成电流的条件之二:导体两端存在电势差
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
抽水机
形成持续电流的条件：导体两端有持续的电压---有电源提供
（1）电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置，电源把其他形式的能转化为电能。
（2）电源的作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流。
（2）导体两端存在电压
　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．
形成持续电流的条件：导体两端有持续的电压
总结：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
二、恒定电流
1、
定义：
大小、方向都不随时间变化的电流
用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱
2、公式：
3、单位：安培
A
1A=1c/s
其它单位
mA
μA
4
、方向：正电荷定向移动的方向（标量）
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
5.恒定电流与直流电的区别
1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为________A；
1
时间t是多少？
通过的电量q是多少？
对点训练
2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为_______A．
正离子电荷量是多少？负离子电荷量是多少？
总电荷量是多少？
2
三、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。
AC
四、三种不同速率的比较
(1)三种速率
①电场的传导速率等于光速．
②电子定向移动速率，其大小与电流有关．
③电子热运动速率，其大小与温度有关．
(2)三种速率对比
三种速率
比较内容　　　
电子定向
移动的速率
电子热运
动的速率
电场传导
的速率
物理意义
电流由电荷的定向移动形成，电流I＝neSv，其中v就是电子定向移动的速率
导体内部电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流
等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流
大小
10－5
m/s
105
m/s
3×108
m/s
解析：电流传导速率等于光速，而电子定向移动速率是在电子以较大速率无规则热运动基础上附加一个很小的速率，AC不对．B对．自由电子定向移动时仍在无规则的热运动，D不对．
答案：　B
4.以下说法正确的是(　　)
A．自由电子定向移动速率就是电子热运动速率
B．自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动
C．电场的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
对点训练
1．电荷只要移动就一定能形成电流吗？
提示：　不一定．只有电荷在电场力的作用下形成的定向移动才能够形成电流．例如没有放在电场中的导体其中的自由电荷在做无规则热运动，其大量自由电荷向各个方向运动的机会均等，这样不能形成电流．
问题探究
2．有电源是否一定会得到持续的电流吗？一个电路要形成持续电流需具备什么条件？
提示：有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件：
(1)电路中有电源．
(2)电路还必须是闭合的．
提示：　电流与横截面积无关．
从公式I＝知，q指时间t内通过导体某一横截面的电量，在公式中并没有限定必须是单位面积通过的电量，所以计算电流时，与导体横截面的大小无关，只与电量和通过这些电量所需的时间有关．
例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
电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能．
在电源内部，将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变
电路是否闭合？
电源是对电路提供能量的装置，
典例精析
例2
已知电子的电荷量为e，质量为m.氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？
1．关于电流的概念，下列说法中正确的有(　　)
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
CD
课堂练习
D
3．将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是(　　)
A．IA＝IB　　　　B．IA＝2IB
C．IB＝2IA
D．不能确定
A
4.如图所示，有一个电子射线管(阴极射线管)，当从阴极射出的电子，形成的电流为5.6μA时，每秒钟从阴极发射出的电子数目为多少？(已知e＝1.60×10－19
C)
答案：　3.5×1013个