人教版高一物理选修3-1 2.1 电源和电流 (共18张PPT)

(共18张PPT)
2.1
电源和电流
第二章
恒定电流
闪电，照相机闪光灯，手电筒，日光灯有何不同？
闪电
照相机闪光灯
手电筒
日光灯
瞬时性
持续性
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．
一，电流的形成
思考1：如何实现电荷的定向移动？
-
B
A
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
_
_
_
_
_
_
_
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，电流的形成
2，导体中产生电流的条件:
导体两端存在电势差
U≠0
U=0
思考2：如何形成持续的电流？
-
B
A
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
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_
_
_
_
水流
A
B
连通器
水势A
水势B
一，电流的形成
-
B
A
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
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抽水机
水流
A
B
连通器
水势A
水势B
一，电流的形成
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
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_
_
B
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P
-
-
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
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_
_
_
P
-
-
1.
能把电子从A搬运到B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.
二.电源
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
假设在电源正、负极之间连一根导线
M
N
E0
F
Fn
Ft
1.导线中的电场线分布
三.恒定电流
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
M
N
E0
F
Fn
Ft
M
N
E0
E0
E′
M
N
E
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
三.恒定电流
1.导线中的电场线分布
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
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_
_
_
_
P
-
-
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.
三.恒定电流
2.导线中的电场
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
三.恒定电流
3.导线中的电流
1.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（规定）
电流是标量
三.恒定电流
4.导线中电流的强弱
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______；
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_____．
1A
2A
3、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？
I=3.2
A
注意
（1）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；
（2）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。
例题: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=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
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？
电子定向移动的速率约10-5m/s，
电子热运动的平均速率105m/s
电场的传播速率3×108m/s.
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.
方向:正电荷定向移动的方向
（1）定义式
I=q/t
（2）金属导体中电流的计算式
小结:
4、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？