11.1 電源和電流 課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

第十一章

電路及其應(yīng)用第1節(jié)電源和電流電閃雷鳴時，強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？提示：雷電是云層間或云層與地之間的電壓達(dá)到一定值時將空氣擊穿所產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，所形成的電流是瞬時電流。手電筒中因為電源的作用，小燈泡中有持續(xù)電流而持續(xù)發(fā)光。1.了解形成電流的條件，知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場。2.理解電流的定義，知道電流的單位和方向；理解恒定電流。3.會推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式，理解導(dǎo)體中中電荷的定向移動與電流之間的關(guān)系。知識點一：電源-BA-A++++++++_B_______當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場，導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流。自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線中會產(chǎn)生一個瞬時電流。AB連通器水勢A水勢B抽水機水流正極負(fù)極1.電源：能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置；2.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。---+A++++++___B_____P--+電源相當(dāng)于抽水機電源中電勢高的一極是正極，電勢低的一極是負(fù)極。太陽電池干電池鉛蓄電池鋰電池電源是如何做到讓導(dǎo)線電流持續(xù)的呢？導(dǎo)體中自由電荷定向移動的原因--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMNE0EE′

MNE導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的穩(wěn)定電場知識點二：恒定電源1.恒定電場：（1）定義：導(dǎo)線內(nèi)的電場是由電源、導(dǎo)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——恒定電場。（2）特點：任何位置的電荷分布和電場強度都不會隨時間變化，基本性質(zhì)與靜電場相同;（3）適用情況：在靜電場中所講的電勢、電勢差及其與電場強度的關(guān)系同樣適用于恒定電場。2.恒定電流大小方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。恒定電場電場強度不變自由電子在各個位置的定向運動速率也不變串一個電流表,讀數(shù)不會變恒定電流(1)恒定電流概念：大小方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。(3)物理意義:表示電荷流動的強弱程度（反映了電流的強弱程度的物理量）(2)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫做電流。（單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量）(4)符號及單位：符號是I，單位有安培、毫安、微安(單位符號分別為A、mA、μA)．1mA=10-3A 1μA=10-6A－＋＋＋（5）方向：－－效果一樣哪邊算是電流方向呢？正電荷定向移動的方向金屬導(dǎo)體－－－與自由電子定向移動方向相反。電解液與正離子定向移動方向相同，與負(fù)離子定向移動方向相反。注意：電流是標(biāo)量，可以直接相加減。3.電流的微觀解釋①建立模型如圖所示，AB表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v.設(shè)導(dǎo)體的長度為L，橫截面積為S，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q.

③結(jié)論由此可見，從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、自由電荷的電荷量、導(dǎo)體的橫截面積以及自由電荷定向移動的速率。I=nqSv思考：既然電子的定向運動速率很小，為什么閉合開關(guān)時電路中的電燈立刻就亮了呢？

實際上，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置以光速迅速建立了電場。隨著電場的建立，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時開始做定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流。電子定向移動的速率約10-5m/s電子熱運動的平均速率105m/s電場的傳播速率3×108m/s4.三種速率電動汽車中的電池

電池放電時能輸出的總電荷量叫作電池的容量，通常以"安時"（A·h）或"毫安時"（mA·h）作單位。單體鋰離子電池的容量極為有限，為了滿足需要，常用由若干單體鋰離子電池構(gòu)成的電池組。STSE1.關(guān)于電流，下列說法中正確的是（）A.通過導(dǎo)體截面的電量越多，電流越大B.電子運動的速率越大，電流越大C.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量越多，導(dǎo)體中的電流越大D.因為電流有方向，所以電流是矢量C2.雷擊，指打雷時電流通過人、畜、樹木、建筑物等而造成殺傷或破壞，其中一種雷擊形式是帶電的云層與大地上某點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，叫作“直擊雷”。若某次發(fā)生“直擊雷”前瞬間云層所帶的電荷量為8C，雷擊時放電時間為200μs，則此次雷擊時的平均電流為（）A．0.04AB．4×104AC．0.08AD．8×104AB3．在一段導(dǎo)體兩端加上電壓，已知在10s內(nèi)通過此導(dǎo)體橫截面的電荷量是4C，則通過這段導(dǎo)體的電流是（）A．40A B．2.5AC．0.4A D．14AC4.有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強度為I；設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子，電子的電量為e，此電子的定向移動速率為v，在Δt時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)可表示為（）A．nvSΔtB．nv·ΔtC．IΔt/eD．IΔt/eSAC1．電源的定義：能把電子從A搬運到B