浙江省永嘉縣楠江中學(xué)高中物理 電源和電流課件 新人教版選修31

《浙江省永嘉縣楠江中學(xué)高中物理 電源和電流課件 新人教版選修31》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《浙江省永嘉縣楠江中學(xué)高中物理 電源和電流課件 新人教版選修31（22頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2.1 2.1 電源和電流電源和電流 電閃雷鳴時(shí)電閃雷鳴時(shí), ,強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光耀眼的閃光, ,但它只能存在于一瞬間但它只能存在于一瞬間, ,而而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光, ,這是這是為什么為什么? ?一、電流的形成一、電流的形成1 1電流：電流：電荷的熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看，電荷的熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看，不能形成電流不能形成電流 電荷的定向移動(dòng)形成電流電荷的定向移動(dòng)形成電流-BA-A+_B_等勢(shì)體等勢(shì)體AB水池導(dǎo)體中自由電子的定向移導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線體，達(dá)到靜電平衡

2、，導(dǎo)線R R中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)瞬時(shí)電流電流抽水機(jī)抽水機(jī)R RR R-+A+_B_P-二、電源二、電源1. 1.能把自由電子從能把自由電子從正極正極搬到搬到負(fù)極負(fù)極的裝置的裝置. .2.2.作用作用: :保持保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差( (電壓電壓), ),使電使電路有路有持續(xù)持續(xù)的電流的電流. . 形成電流的條件形成電流的條件： （1 1）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 電解液電解液正、負(fù)離子正、負(fù)離子（2 2）導(dǎo)體兩端存在）導(dǎo)體兩端存在電壓電壓 當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場(chǎng)，導(dǎo)體中當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電

3、荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流 電源的作用是電源的作用是保持保持導(dǎo)體兩端的導(dǎo)體兩端的電壓電壓，使導(dǎo)體中有，使導(dǎo)體中有持續(xù)持續(xù)的的電流電流-+A+_B_PMNE0FFnFt三、恒定電場(chǎng)三、恒定電場(chǎng)( (了解了解) )-+A+_B_PMNE0FFnFtMNE0E0E MNE導(dǎo)線內(nèi)很快導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線形成沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng)方向的電場(chǎng)三、恒定電場(chǎng)三、恒定電場(chǎng)導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行E導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行了解一下了解一下 導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電

4、路元件所積累的電荷導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充的又來(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定。是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定。-恒定電場(chǎng)恒定電場(chǎng) 恒定電場(chǎng)恒定電場(chǎng) 由由穩(wěn)定分布穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定穩(wěn)定的電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng)的電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng). .四、恒定電流四、恒定電流 1 1、大小方向都、大小方向都不隨時(shí)間變化不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流的電流稱為恒定電流. . 2 2、電流、電流( (I I): ):表示電流的強(qiáng)弱程度表示電流的強(qiáng)弱程度. . 定義定義

5、: :通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量q q跟通過(guò)這些電跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間量所用時(shí)間t t的比值叫做電流的比值叫做電流 . . 公式公式: :I I= q / t= q / t 單位單位: :國(guó)際單位國(guó)際單位 安培安培(A) 1A=1C/s(A) 1A=1C/s 常用單位：毫安（常用單位：毫安（mAmA）、微安（）、微安（AA） 方向方向: :正電荷定向移動(dòng)的方向正電荷定向移動(dòng)的方向 （1 1）適用于）適用于任何電荷任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。的定向移動(dòng)形成的電流。（2 2）在）在金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體中，電流方向與中，電流方向與自由電荷（電自由電荷（電子）子）的定向移動(dòng)方向的定向移動(dòng)

6、方向相反相反；（3 3）在）在電解液中電解液中，電流方向與正離子定向移動(dòng)，電流方向與正離子定向移動(dòng)方向方向相同，與相同，與負(fù)離子負(fù)離子定向移動(dòng)方向定向移動(dòng)方向相反相反導(dǎo)電導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流，時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流，電量電量q q表示通過(guò)截面的正、負(fù)離子表示通過(guò)截面的正、負(fù)離子電量電量絕對(duì)值絕對(duì)值之和之和。注意注意1 1、在金屬導(dǎo)體中，若、在金屬導(dǎo)體中，若10s10s內(nèi)通過(guò)橫截面的電量為內(nèi)通過(guò)橫截面的電量為10C10C，則導(dǎo)體，則導(dǎo)體中的電流為中的電流為_(kāi)A_A； 1A1A 2 2、某電解槽橫截面積為、某電解槽橫截面積為0.5m0.5m2 2，若，若1

7、0s10s內(nèi)沿相反方向通過(guò)橫截內(nèi)沿相反方向通過(guò)橫截面的正負(fù)離子的電量均為面的正負(fù)離子的電量均為10C10C，則電解液中的電流為，則電解液中的電流為_(kāi)A_A 2A2A 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3 3決定電流大小的微觀量決定電流大小的微觀量設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S S導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n n每個(gè)電荷的電荷量為每個(gè)電荷的電荷量為q q電荷的定向移動(dòng)速率為電荷的定向移動(dòng)速率為v v 則在時(shí)間則在時(shí)間t t內(nèi)處于相距為內(nèi)處于相距為 vtvt 的兩截面的兩截面B B、C C間的所有間的所有自由電荷將通過(guò)截面自由電荷將通過(guò)截面C C 已知：已知：n n為單位體

8、積為單位體積內(nèi)的自由電荷的個(gè)數(shù)，內(nèi)的自由電荷的個(gè)數(shù)，S S為導(dǎo)線的橫截面積，為導(dǎo)線的橫截面積，v v為自由電荷的為自由電荷的定向移動(dòng)速率定向移動(dòng)速率 . . 在時(shí)間在時(shí)間t t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某截面的電量為內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某截面的電量為: : Q=( Q=(VtS)nqVtS)nq 所形成的電流為所形成的電流為: : I I=Q/t=Q/t=nqSVnqSV 例題例題:S=1mm:S=1mm2 2, ,I I=1A,=1A, =8.9=8.910103 3kg/mkg/m3 3, , M=6.4 M=6.41010-2-2kg/mol,kg/mol, NNA A=6.02=6.0210102323molm

9、ol-1 -1 e=-1.6e=-1.61010-19-19C C 求求vvtvsvAIMvSN e57.5 10/m s思考題思考題 如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動(dòng)速率就如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動(dòng)速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符？怎樣解釋？驗(yàn)是否相符？怎樣解釋？ 電子定向移動(dòng)的速率約電子定向移動(dòng)的速率約10 10 -5-5 m/sm/s， 電場(chǎng)的傳播速率電場(chǎng)的傳播速率3 310 10 8 8 m/sm/s. .1 1、形成電流的條件：、形成電流的條件： （1 1）存在自由電荷（）存在自由電荷（2 2）導(dǎo)體兩端存在電壓）導(dǎo)體兩端存在電壓2 2、電源的作用：提

10、供持續(xù)的電壓、電源的作用：提供持續(xù)的電壓3 3、導(dǎo)線中的電場(chǎng)、導(dǎo)線中的電場(chǎng): :導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行行.( .(恒定電場(chǎng)恒定電場(chǎng)) )4 4、恒定電流、恒定電流: :大小方向都不隨時(shí)間變化的電流大小方向都不隨時(shí)間變化的電流. .5 5、電流、電流: :表示電流的強(qiáng)弱程度的物理量表示電流的強(qiáng)弱程度的物理量. . （1 1）定義式）定義式 I I=q / t=q / t （2 2）金屬導(dǎo)體中電流的計(jì)算式）金屬導(dǎo)體中電流的計(jì)算式nqsvI n n 為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)目，為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)目，S S 為導(dǎo)體橫截面積，為導(dǎo)體橫截面積，v v為電荷定向移動(dòng)速率為電

11、荷定向移動(dòng)速率 q q為每個(gè)自由電荷的電量為每個(gè)自由電荷的電量小結(jié)小結(jié)課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3 3、關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是、關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是A A金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向移動(dòng)的方向B B在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子，在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子，電流方向不能確定電流方向不能確定C C不論何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷不論何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向定向移動(dòng)的方向D D電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同相同

12、，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同 C C課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練4 4、某電解質(zhì)溶液，如果在、某電解質(zhì)溶液，如果在1 s1 s內(nèi)共有內(nèi)共有5.05.010101818個(gè)二價(jià)正離子和個(gè)二價(jià)正離子和1.01.010101919個(gè)個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某橫截面，那么通過(guò)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某橫截面，那么通過(guò)電解質(zhì)溶液的電流強(qiáng)度是多大？電解質(zhì)溶液的電流強(qiáng)度是多大？3.2 A 3.2 A 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練5 5、氫原子的核外只有一個(gè)電子，設(shè)、氫原子的核外只有一個(gè)電子，設(shè)電子在離原子核距離為電子在離原子核距離為R R的圓軌道的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的電上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為荷量為e e，運(yùn)動(dòng)速率為，運(yùn)動(dòng)速率為v v，求電子繞，求電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？RevtqI2