【高中物理】電源和電流 課件2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

11.1電源和電流（教學(xué)課件）——高中物理人教版（2019）必修第三冊學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電流的形成，知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場。2.知道電流的定義及單位、方向的規(guī)定，理解恒定電流。3理解電流形成的微觀實質(zhì)電學(xué)已經(jīng)改變了我們的生活方式，并且產(chǎn)生了一個巨大的工程應(yīng)用領(lǐng)域。

——塞格雷

意大利裔美籍物理學(xué)家塞格雷今天我們就來學(xué)習(xí)電學(xué)的基礎(chǔ)知識電源和電流。新知導(dǎo)入思考：電閃雷鳴時，強(qiáng)大的電流使天空不時發(fā)出耀眼的閃光，但它只能存在于一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光，這是為什么？手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光主要原因就是電路中有電源，今天我們就先從電源的知識學(xué)起。新知導(dǎo)入思考：閃電只能短時間存在，而電燈卻能持續(xù)發(fā)光，這是為什么？電燈能持續(xù)發(fā)光主要原因就是電路中有電源。電源類比抽水過程，思考：如圖所示分別帶正、負(fù)電荷的A、B兩個導(dǎo)體球，如果用一條導(dǎo)線H將它們連接起來會發(fā)生什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象能否持續(xù)？AB水池抽水機(jī)A++++++B______電源能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置叫作電源電源的作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢差（電壓），使電路有持續(xù)的電流。AB水池抽水機(jī)---A++++++B______HP--A++++++B______電源二、恒定電流

有的同學(xué)說：“電流有方向，電流就是矢量”，這種說法對嗎?

提示：不對，電流雖然有方向，但是電流的運算遵循代數(shù)法則，所以電流不是矢量，是標(biāo)量。思考？1.恒定電場的形成:由電路中穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生。當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定時,導(dǎo)線中的電場是由_____、_____等電路元件所積累的電荷共同形成的。電源導(dǎo)線2.恒定電流:(1)電流。①產(chǎn)生:電荷的_________形成電流。②物理意義:反映了電流的_____程度。③符號及單位:用符號____表示,單位是_____,符號為__。

定向移動強(qiáng)弱I安培A④表達(dá)式:_____。⑤電流的方向:規(guī)定_______定向移動的方向為電流的方向,負(fù)電荷定向移動的方向為電流的_______。(2)恒定電流:_____和_____都不隨時間變化的電流。正電荷反方向大小方向1、關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是（）A．金屬導(dǎo)體中電流方向就是自由電子定向移動的方向B．在電解質(zhì)溶液中有自由移動的正離子和負(fù)離子，電流方向不能確定C．不論何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向D．電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負(fù)電荷定向移動的方向相同C典例分析2、在稀CuSO4溶液中插入兩碳棒極板，在兩極板上加一定的電壓，在10s內(nèi)有5×1018個Cu離子通過某截面，則碳棒中的電流強(qiáng)度為多大？典例分析3、有一橫截面為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)單位體積的導(dǎo)線有n個自由電子，電子電量為e，電子的定向移動速度為v，在t時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目N可表示為（）A．nvStB．nvtC．It/eD．It/SeI－－－－－－AC典例分析4、氫原子的核外只有一個電子，設(shè)電子在離原子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運動。已知電子的電荷量為e，運動速率為v，求電子繞核運動的等效電流多大？典例分析5、已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m的氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電子運動形成的等效電流大小為多少？典例分析1.關(guān)于電流,以下說法正確的是 (

)A.通過截面的電荷量的多少就是電流的大小B.電流的方向就是電子定向移動的方向C.在導(dǎo)體中,只要自由電荷在運動,就一定會形成電流D.導(dǎo)體兩端沒有電壓就不能形成持續(xù)的電流課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測【解析】選D。電流的大小是單位時間內(nèi)通過截面的電荷量的多少,故A錯,電流的方向是電子(負(fù)電荷)定向移動的反方向,故B錯。電流是電荷的定向移動形成的,故C錯。形成持續(xù)電流的條件之一是有電壓,故D對。課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測2.如圖所示,在NaCl溶液中,正、負(fù)電荷定向移動,其中Na+水平向右移動。若測得4s內(nèi)分別有1.0×1018個Na+和Cl-通過溶液內(nèi)部的橫截面M,那么溶液中的電流方向和大小為 (

)A.水平向左0.8A

B.水平向右0.08AC.水平向左0.4A D.水平向右0.04A課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測【解析】選B。4s內(nèi)通過橫截面M的正、負(fù)電荷的電荷量Q=2×1.0×1018×1.6×10-19C=0.32C,則溶液中電流大小I=A=0.08A,方向與正電荷定向移動的方向相同,水平向右。故選B。課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測3.安培提出了著名的分子電流假說,根據(jù)這一假說,電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流。設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時針方向做半徑為r的勻速圓周運動,關(guān)于該環(huán)形電流的說法正確的是 (

)A.電流大小為,電流方向為順時針B.電流大小為,電流方向為順時針C.電流大小為,電流方向為逆時針D.電流大小為,電流方向為逆時針課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測【解析】選C。電子做勻速圓周運動的周期T=,由I=得I=,電流的方向與電子運動方向相反,故電流方向為逆時針,C正確。課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測4.在示波管中,電子槍2s發(fā)射了6×1013個電子,則示波管中電流的大小為(

)A.4.8×10-6A

B.3×10-13AC.3×10-6A D.9.6×10-6A課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測【解析】選A。電子槍2s發(fā)射的電荷量q=6×1013×1.6×10-19C=9.6×10-6C,所以示波管中的電流大小為I=A=4.8×10-6A,故A正確,B、C、D錯誤。課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測5.一硫酸銅電解槽的橫截面積為2m2,在0.04s內(nèi)若相向通過同一橫截面的銅離子和硫酸根離子分別為5.625×1018個和4.735×1018個,則電解槽中的電流是多大?方向如何?課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測【解析】電解槽中的電流是銅離子和硫酸根離子分別向相反的方向運動形成的。所以電流的方向與銅離子定向移動的方向相同。銅離子和硫酸根離子都是二價離子,每個離子的電荷量為q1=q2=2×1.6×10-19C=3.2×10-19C,所以I=

=A=82.88A,方向與銅離子定向移動的方向相同。答案:82.88A方向與銅離子定向移動的方向相同課堂素養(yǎng)達(dá)標(biāo)檢測1．電源的定義：能把電子從A搬運到B的裝置。2.電源的作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢差使電路有持續(xù)的電流。3.恒定電流（1）把大小、方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流。（2）公式：（3）方向：導(dǎo)體內(nèi)正電荷定向移動的方向為電流的方向。4.金屬導(dǎo)體中電流的計算式：I=neSV課堂總結(jié)一、電源1．定義：能把電子從A搬運到B的裝置。2.電源的作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢差，使電路有持續(xù)的電流。二、恒定電流1.恒定電場：電荷和電場的