人教版新教材《電源和電流》優(yōu)秀版1課件

1、第二章 恒定電流 2、1 電源和電流 電荷的熱運動，從宏觀上看，不能形成電流。電荷的定向移動形成電流一、電流的形成與電源1、電流人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)第二章 恒定電流 2、1 電源和電流 形成電流的條件：導體內(nèi)有可自由移動的電荷，導體兩端有電勢差。-BA-A+_B_形成持續(xù)電流的條件：導體兩端一直有電勢差。達到等勢，電流消失形成電流的條件：導體內(nèi)有可自由移動的電荷，導體兩端有電勢差。AB水池抽水機 電源P把跑到A的電子再搬回B，保持了AB之間的電勢差，電路中形成了持續(xù)的電流。 抽水機把低水位的水送

2、到高水位去，保持了兩側(cè)液面高度差，容器中形成了持續(xù)的循環(huán)水流。-+A+_B_P-AB水池抽水機 電源P把跑到A的電子再搬回B，2、電源（1）能不斷把自由電子從正極搬到負極的裝置。（2）作用： 保持導體兩端的電勢差（電壓），使電路有持續(xù)的電流。 從能量轉(zhuǎn)化角度看，電源搬運電荷的過程是非靜電力做功的過程，將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能。2、電源（1）能不斷把自由電子從正極搬到負極的裝置。（2）作二、恒定電場 導線內(nèi)的電場，是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。 這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，

3、稱為恒定電場。1、定義2、性質(zhì)：在恒定電場中，任何位置的電荷分布和電場強度都不隨時間變化，所以它的基本性質(zhì)與靜電場相同。在靜電場中所講的電勢、電勢差及其與電場強度的關(guān)系等，在恒定電場中同樣適用。二、恒定電場 導線內(nèi)的電場，是由電源、導線等電注意：（1）恒定電場中，導線內(nèi)場強方向平行于導線，場強0。恒定電場不是靜電場，此處與靜電屏蔽相區(qū)別。（2）接通電源后，導體內(nèi)恒定電場以光速建立，這是自由電荷在導體中定向移動的原因。注意：（1）恒定電場中，導線內(nèi)場強方向平行于導線，場強0。恒定電場處處場強恒定自由電子定向運動的平均速率不變串聯(lián)一個電流表，讀數(shù)不會變?nèi)⒑愣娏鳎娮釉诤愣妶鲋屑铀?、碰撞、減速

4、、）恒定電流恒定電場處處場強恒定自由電子定向運動的平均速率不變串聯(lián)一個電三、恒定電流 1、定義：大小和方向都不隨時間變化的電流2、方向:與正電荷定向移動方向相同與負電荷定向移動方向相反標量3、大?。簈 ：時間 t 內(nèi)通過導體橫截面的電荷量4、單位：安培（A） 國際單位制中的基本物理量I、基本單位A。1A=1C/s1A = 103mA = 106A 常用單位：毫安（mA）、微安（A）人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)三、恒定電流 1、定義：大小和方向都不隨時間變化的電流2、方例1、一條導線中的電流為1.6A，在

5、1s內(nèi)通過這條導線某一橫截面的電子有多少個？例2、原子中的電子繞核運動可以等效為環(huán)形電流。設(shè)氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓軌道上繞核運動，電子的電荷量為e，等效電流多大？電流方向呢？與電子繞行方向相反人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)例1、一條導線中的電流為1.6A，在1s內(nèi)通過這條導線某一橫例3、在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積S、電流為I的電子束。已知電子的電量為e，質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為l的電子束內(nèi)的電子

6、數(shù)是多少？人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)例3、在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電例4、在金屬導體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電荷量為10C，則導體中的電流為 I = A；某電解槽橫截面積為0.5m2，若10s內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正、負離子的電荷量均為10C，則電解液中的電流為 I = A。12人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)例4、在金屬導體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電荷量為10C，則電解液導電時電

7、流的計算：通過每個截面的正負電荷電量絕對值之和是相等的，但是在不同的截面上正負電荷的分配比例不同。人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)電解液導電時電流的計算：通過每個截面的正負電荷電量絕對值5、電流的微觀表達式的推導 n為單位體積的自由電荷數(shù)，q是每個自由電荷所帶的電荷量，S為導體橫截面積，v為自由電荷定向移動速率AD導體中的自由電荷總數(shù)：總電荷量所有這些電荷都通過截面D所需要的時間所以導體A

8、D中的電流：由此可知決定電流大小的微觀因素。人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)5、電流的微觀表達式的推導 n為單位體積的自由例題：有一條橫截面積S=1mm2的銅導線，通過的電流I=1A，已知銅的密度=8.9103kg/m3，銅的摩爾質(zhì)量M=6.410-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023mol-1，電子的電量e=1.610-19C，求：銅導線中自由電子定向移動的速率v?？烧J為

9、銅導線中平均每個銅原子貢獻一個自由電子。 自由電子定向移動的速度極小，為何一開開關(guān)，燈馬上能亮呢？自由電子定向移動速率形成電流速率 人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)例題：有一條橫截面積S=1mm2的銅導線，通過的電流I=1A辨析三個速率：（1）形成電流的速率（電流的傳導速率、建立電場的速率）：等于光速，數(shù)量級為108 m/s（3）電荷定向移動速率：很小，約105 m/s 導體在導電時，只不

10、過是自由電荷在速率巨大的無規(guī)則熱運動基礎(chǔ)上附加一個很小的定向移動速率而已。（2）無規(guī)則熱運動的速率：與溫度有關(guān)，常溫下電子熱運動速率的數(shù)量級約為105 m/s人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)辨析三個速率：（1）形成電流的速率（電流的傳導速率、建立電場例1、如圖所示，將左、右兩段截面積不等的銅導線連接起來，已知截面面積 SB=2SA ，若在1s內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是 ，電子的定向移動速率 。IA=IBvA=2vB若左側(cè)為銅導線，右側(cè)為鋁導線，那么，通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是 。IA=IB電子的定向