高中物理选修3-1人教新课标2.1电源和电流（19张PPT）
文档属性
| 名称 | 高中物理选修3-1人教新课标2.1电源和电流（19张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 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 | 2021-03-11 08:19:41 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
2.1
电源和电流
回顾与思考
电闪雷鸣时，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?
学习目标
电源
电流的形成
-
B
A
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
_
_
_
_
_
_
_
导体中的自由电荷在静电力的作用下，发生定向移动，形成电流。
2.
电流的形成条件
－
－
－
－
－
－
+
-
E
①
有自由移动的电荷
②
两端有电势差
内因
外因
3.
电源
不断把负电荷从正极搬到负极，从而维持正负极直接有一定电势差的装置。
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
-
-
-
作用
从电荷移动角度看，通过非静电力把电子从正极搬到负极，使电源两极间保持一定的电势差。使电路有持续的电流。
从能量转化角度看，搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，把其它形式的能转化为电能。
点拨——自由电荷的种类
有三种微粒可以形成电流：自由电子、正离子、负离子。
金属导体中定向移动的电荷是自由电子，液体中定向移动的电荷是正离子和负离子，气体中定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。
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，电场的分布也不会随时间变化。
恒定电流
导体中的电场
导线内电场
电源
导线
电路元件
叠加
积累电荷
平行导线
导线中自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流
电荷分布稳定，电场不随时间变化——
恒定电场
2.
电流
电流
物理意义
表示电流强弱的物理量
定义式
单位
安培(A)
1A=1C/s
毫安（mA）、微（μA）
恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
3.
电流的方向
规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
（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，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
4.电流分类
①
直流电：
②
交流电：
电流方向不随时间变化而改变的电流叫直流电
大小、方向随时间作周期变化的电流叫交流电.
电流是标量，电流有大小、有方向，但不是矢量。
电流的微观表达式
建立模型
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。
-
-
-
-
-
-
-
A
B
2.
理论推导
AB导体中的自由电荷数
总电荷量
所有这些电荷通过横截面所需要的时间
故导体AB中的电流
由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数、每个自由电荷所带的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关．
4.
电子移动的三种速率
电子定向移动的速率约10-5
m/s，
电子热运动的平均速率105
m/s，
电场的传播速率3×108
m/s。
点拨——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）
（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，通常情况为每秒几百米。
（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般为10-5m/s的数量级。（对每个电子而言）
课堂小结
巩固训练
例1．下列关于电流的说法中正确的是（
）
A．导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的电势差
B．电流的方向就是电荷的定向运动方向
C．电流的方向不变的电流叫恒定电流
D．电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流
AD
例2.
有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I．设每单位体积的导线有n
个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v．在Δt
时间内通过导体横截面的自由电子数目可表示为（
）
A.
nvSΔt
B.
nvΔt
C.
IΔt/e
D.
IΔt/Se
AC
2.1
电源和电流
回顾与思考
电闪雷鸣时，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?
学习目标
电源
电流的形成
-
B
A
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
_
_
_
_
_
_
_
导体中的自由电荷在静电力的作用下，发生定向移动，形成电流。
2.
电流的形成条件
－
－
－
－
－
－
+
-
E
①
有自由移动的电荷
②
两端有电势差
内因
外因
3.
电源
不断把负电荷从正极搬到负极，从而维持正负极直接有一定电势差的装置。
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
-
-
-
作用
从电荷移动角度看，通过非静电力把电子从正极搬到负极，使电源两极间保持一定的电势差。使电路有持续的电流。
从能量转化角度看，搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，把其它形式的能转化为电能。
点拨——自由电荷的种类
有三种微粒可以形成电流：自由电子、正离子、负离子。
金属导体中定向移动的电荷是自由电子，液体中定向移动的电荷是正离子和负离子，气体中定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。
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，电场的分布也不会随时间变化。
恒定电流
导体中的电场
导线内电场
电源
导线
电路元件
叠加
积累电荷
平行导线
导线中自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流
电荷分布稳定，电场不随时间变化——
恒定电场
2.
电流
电流
物理意义
表示电流强弱的物理量
定义式
单位
安培(A)
1A=1C/s
毫安（mA）、微（μA）
恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
3.
电流的方向
规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
（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，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
4.电流分类
①
直流电：
②
交流电：
电流方向不随时间变化而改变的电流叫直流电
大小、方向随时间作周期变化的电流叫交流电.
电流是标量，电流有大小、有方向，但不是矢量。
电流的微观表达式
建立模型
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。
-
-
-
-
-
-
-
A
B
2.
理论推导
AB导体中的自由电荷数
总电荷量
所有这些电荷通过横截面所需要的时间
故导体AB中的电流
由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数、每个自由电荷所带的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关．
4.
电子移动的三种速率
电子定向移动的速率约10-5
m/s，
电子热运动的平均速率105
m/s，
电场的传播速率3×108
m/s。
点拨——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）
（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，通常情况为每秒几百米。
（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般为10-5m/s的数量级。（对每个电子而言）
课堂小结
巩固训练
例1．下列关于电流的说法中正确的是（
）
A．导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的电势差
B．电流的方向就是电荷的定向运动方向
C．电流的方向不变的电流叫恒定电流
D．电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流
AD
例2.
有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I．设每单位体积的导线有n
个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v．在Δt
时间内通过导体横截面的自由电子数目可表示为（
）
A.
nvSΔt
B.
nvΔt
C.
IΔt/e
D.
IΔt/Se
AC