高中物理人教(選修3-1)2.1 電源與電流 課件 (共20張PPT)(1)

1、第二章恒定電流第二章恒定電流問題問題1：導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件是什么？：導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件是什么？-BA-A+_B_（2 2）存在）存在自由電荷自由電荷金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體自由電子自由電子電電 解解 液液正、負(fù)離子正、負(fù)離子（1 1）導(dǎo)體兩端存在）導(dǎo)體兩端存在電壓電壓A、B之間有電勢差A(yù)、B電勢差為零問題問題2：導(dǎo)體導(dǎo)體中產(chǎn)生中產(chǎn)生持續(xù)持續(xù)電流的條件是什么？電流的條件是什么？AB連通器連通器水勢水勢A水勢水勢B抽水機(jī)抽水機(jī)水流問題問題2：導(dǎo)體導(dǎo)體中產(chǎn)生中產(chǎn)生持續(xù)持續(xù)電流的條件是什么？電流的條件是什么？AB連通器連通器水勢水勢A水勢水勢B抽水機(jī)抽水機(jī)水流1. 能把電子從能把電子從A搬運(yùn)到搬運(yùn)到B的裝

2、置。的裝置。2.保持保持導(dǎo)體兩端的電勢差導(dǎo)體兩端的電勢差(電壓電壓)，使電路有，使電路有持續(xù)持續(xù)的電流。的電流。這個裝置就是電源。其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。這個裝置就是電源。其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。一、電源的作用一、電源的作用-+A+_B_P-看課本看課本41頁回答頁回答問題問題3、導(dǎo)體內(nèi)部的電場是由哪些電荷產(chǎn)生的、導(dǎo)體內(nèi)部的電場是由哪些電荷產(chǎn)生的?問題問題4、導(dǎo)體內(nèi)部的電場有什么特點(diǎn)？、導(dǎo)體內(nèi)部的電場有什么特點(diǎn)？問題問題5、當(dāng)導(dǎo)體兩端的電勢差恒定時，為什么、當(dāng)導(dǎo)體兩端的電勢差恒定時，為什么自由電荷定向運(yùn)動的平均速率不隨時間變自由電荷定向運(yùn)動的平均速率不隨時間變化？化？-+A+_B_PMNE0F

3、FnFtMNE0E0E MNE導(dǎo)線內(nèi)很導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿快形成沿導(dǎo)線方向?qū)Ь€方向的電場的電場導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行平行導(dǎo)線內(nèi)的電場是由電源和導(dǎo)體中導(dǎo)線內(nèi)的電場是由電源和導(dǎo)體中積累的電荷共同形成的。積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動，但盡管這些電荷也在運(yùn)動，但有的流走了，另外的有的流走了，另外的又來補(bǔ)充，又來補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。穩(wěn)定。由由穩(wěn)定穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定穩(wěn)定的電場稱為恒定電場的電場稱為恒定電場。 (電源和導(dǎo)體中積累的電荷共同產(chǎn)生電源和導(dǎo)體中積累的電荷共同產(chǎn)生)由于恒定電場的

4、作用由于恒定電場的作用,導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動的速率導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動的速率增加增加;而在運(yùn)動過程中會與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子碰撞從而減速而在運(yùn)動過程中會與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子碰撞從而減速,因此自由電荷頻繁地交替進(jìn)行加速和減速，因此自由電荷頻繁地交替進(jìn)行加速和減速，自由電荷定向自由電荷定向運(yùn)動的平均速率不隨時間變化。運(yùn)動的平均速率不隨時間變化。如果我們在這個電路中串如果我們在這個電路中串聯(lián)一個電流表聯(lián)一個電流表,電流表的讀數(shù)保持恒定電流表的讀數(shù)保持恒定.問題問題6：電流有強(qiáng)弱。怎樣描述電流的強(qiáng)弱程度？：電流有強(qiáng)弱。怎樣描述電流的強(qiáng)弱程度？2、度量公式：、度量公式：3、矢量標(biāo)量：標(biāo)量、矢量標(biāo)量：標(biāo)量1

5、、定義：、定義：國際單位：安培國際單位：安培（A）tqI 1C/s1A 4、國際單位制中的七個基本單位之一、國際單位制中的七個基本單位之一A10mA10A163規(guī)定方向規(guī)定方向:正電荷定向移動的方向，正電荷定向移動的方向，負(fù)電荷定向負(fù)電荷定向移動方向相反。移動方向相反。二、電流強(qiáng)度二、電流強(qiáng)度學(xué)案練習(xí)第3題問題問題7：探究電流的微觀表達(dá)式？：探究電流的微觀表達(dá)式？nqSvtvtSnqtQIBCSvvtqqqqtnsttqns知識應(yīng)用舉例知識應(yīng)用舉例:例題例題:有一條橫截面積有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線的銅導(dǎo)線,通過的電流通過的電流I=1A,已知銅的密度已知銅的密度=8.9103kg/m3

6、,銅的摩爾質(zhì)量銅的摩爾質(zhì)量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023mol-1,電子的電量電子的電量e=-1.610-19C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率動的速率.可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子貢獻(xiàn)一個自由可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子貢獻(xiàn)一個自由電子。電子。SvtMNMNnAAneSvI m/s105 .75AeSNMIv無電壓時，導(dǎo)體中的自由電荷做無規(guī)則運(yùn)動，在一段時間內(nèi)向左，向右穿過橫截面的自由電荷數(shù)相等有電壓時，導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下做速度很小的定向運(yùn)動問題問題8：既然電子的定向運(yùn)動速率很小，為：既然電子的定向運(yùn)

7、動速率很小，為什么閉合開關(guān)時電路中的電燈立刻就亮了什么閉合開關(guān)時電路中的電燈立刻就亮了呢？呢？ 閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置迅速建立了恒閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置迅速建立了恒定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路也就幾乎同時產(chǎn)生了電流。乎同時開始定向移動，整個電路也就幾乎同時產(chǎn)生了電流。 電路接通時電燈中的電流并不是電源中的自由電子流了過來產(chǎn)生，而是燈絲內(nèi)部的自由電子的定向移動產(chǎn)生的。電子定向移動的速率約電子定向移動的速率約10-5m/s，電子熱運(yùn)動的平均速率電子熱運(yùn)動的平均速率105m/s電場

8、的傳播速率電場的傳播速率3108m/s.電流產(chǎn)生條件電流產(chǎn)生條件電源電源恒定電流恒定電流（1）存在自由電荷存在自由電荷（2）導(dǎo)體兩端存在電壓。）導(dǎo)體兩端存在電壓。產(chǎn)生持續(xù)電流產(chǎn)生持續(xù)電流提供持續(xù)電流壓提供持續(xù)電流壓產(chǎn)生恒定電場產(chǎn)生恒定電場導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行產(chǎn)生產(chǎn)生一、電流（物理現(xiàn)象）一、電流（物理現(xiàn)象）本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。1、方向：規(guī)定正電荷定向運(yùn)動的方向?yàn)殡娏鞣较?、方向：?guī)定正電荷定向運(yùn)動的方向?yàn)殡娏鞣较?、大?。河秒娏鲝?qiáng)度、大?。河秒娏鲝?qiáng)度I（簡稱電流）來描述。（簡稱電流）來描述。自由電荷頻繁交替進(jìn)行加速和減速，平均自由電荷頻繁交替進(jìn)行加速

9、和減速，平均速率速率不變電流產(chǎn)生條件電流產(chǎn)生條件電源電源恒定電流恒定電流（1）存在自由電荷存在自由電荷（2）導(dǎo)體兩端存在電壓。）導(dǎo)體兩端存在電壓。產(chǎn)生持續(xù)電流產(chǎn)生持續(xù)電流提供持續(xù)電流壓提供持續(xù)電流壓產(chǎn)生恒定電場產(chǎn)生恒定電場導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行產(chǎn)生產(chǎn)生一、電流（物理現(xiàn)象）一、電流（物理現(xiàn)象）本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。1、方向：規(guī)定正電荷定向運(yùn)動的方向?yàn)殡娏鞣较颉⒎较颍阂?guī)定正電荷定向運(yùn)動的方向?yàn)殡娏鞣较?、大?。河秒娏鲝?qiáng)度、大?。河秒娏鲝?qiáng)度I（簡稱電流）來描述。（簡稱電流）來描述。自由電荷頻繁交替進(jìn)行加速和減速，平均自由電荷頻繁交替進(jìn)行加速和減速，平均速率

10、速率不變本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。二、電流二、電流2、度量方式：、度量方式：4、矢量標(biāo)量：標(biāo)量、矢量標(biāo)量：標(biāo)量3、決定因素：、決定因素：1、引入目的：反映了電流的強(qiáng)弱程度。、引入目的：反映了電流的強(qiáng)弱程度。國際單位：安培國際單位：安培（A）tqI 1C/s1A 5、單位換算：、單位換算：A10mA10A1636、測量方法：電流表等。、測量方法：電流表等。（1）宏觀：）宏觀：RUI 只適用純電阻電路（不包含電源）只適用純電阻電路（不包含電源）（2）微觀：）微觀：nqSvI BCSvvt流體的柱形模型怎樣學(xué)好電流這個物理量？怎樣學(xué)好電流這個物理量？問題問題2：導(dǎo)體導(dǎo)體中產(chǎn)生中產(chǎn)生持續(xù)持續(xù)電流的條件是什么？電流的條件是什么？AB連通器連通器水勢水勢A水勢水