（京津瓊魯專用）2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 1 電源和電流課件 新人教版必修2.ppt

1電源和電流,第二章恒定電流,學科素養(yǎng)與目標要求 物理觀念：1.了解電流的形成條件、電源的作用和導體中的恒定電場. 2.理解電流的定義、定義式、單位及方向的規(guī)定，會用公式qIt分析相關問題. 科學思維：由電流的定義式出發(fā)，經過邏輯推理得出電流的微觀表達式，從微觀的角度認識影響電流大小的因素.,內容索引,重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關,自主預習 預習新知 夯實基礎,自主預習,一、電源 1.定義：能把電子在電源內部從電源 搬運到 的裝置. 2.作用：移送電荷，維持電源正、負極間有一定的 ，保持電路中有持續(xù)電流.,正極,負極,電勢差,二、恒定電場 1.定義：由 所產生的穩(wěn)定的電場. 2.形成：當電路達到穩(wěn)定時，導線中的電場是由 、 等電路元件所積累的電荷共同形成的. 3.特點：任何位置的 和 都不隨時間變化，其基本性質與靜電場相同.,穩(wěn)定分布的電荷,電源,導線,電荷分布,電場強度,三、恒定電流 1.定義：大小、 都不隨時間變化的電流稱為恒定電流. 2.電流的定義式：I ，其物理意義： 時間內，通過導體橫截面的 .表示電流強弱程度的物理量.,方向,單位,電荷量,即學即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)導體內沒有電流時，就說明導體內部的電荷沒有運動.() (2)電流既有大小，又有方向，是矢量.() (3)導體中的電流，一定是正電荷定向移動形成的.() (4)負電荷移動的方向就是電流的方向.() (5)電流越大，單位時間內通過導體橫截面的電荷量越多.(),答案,2.在一次閃電的過程中，流動的電荷量大約為300 C，持續(xù)的時間大約是0.005 s，所形成的平均電流強度為 A.,答案,6104,重點探究,導學探究如圖1所示，在裝有導電液體的細管中，有正、負兩種電荷向相反的方向運動，在時間t內通過細管某橫截面的正電荷為q1，通過此橫截面的負電荷為q2，,一、電流的理解和計算,圖1,(1)確定通過導電液體中電流的方向. 答案電流方向為正電荷定向移動的方向或負電荷定向移動的反方向，故導電液體中電流方向為由左向右.,答案,(2)計算導電液體中電流的大小.,答案,知識深化 1.電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負電荷定向移動的方向與電流的方向相反. 2.電流的定義式：I .用該式計算出的電流是時間t內的平均值.對于恒定電流，電流的瞬時值與平均值相等.,3.三點說明 (1)電解液中正、負離子定向移動的方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，應用I 求電流時，q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和. (2)qIt是I 的變形，是求電荷量的重要公式.其中I是電流在時間t內的平均值. (3)電流雖然有方向，但它是標量，遵循代數(shù)運算法則.,例1如圖2所示，電解池內有一價的電解液，t時間內通過溶液內截面S的正離子數(shù)是n1，負離子數(shù)是n2，設元電荷為e，以下說法中正確的是,圖2,解析,答案,計算電流時，要分清形成電流的電荷種類，是只有正電荷或負電荷，還是正、負電荷同時定向移動.當正、負電荷都參與定向移動時，正、負電荷對電流的形成都有貢獻.,針對訓練1某電解池，如果在1 s內共有51018個二價正離子和11019個一價負離子通過面積為0.1 m2的某截面，設元電荷為e，那么通過這個截面的電流是 A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A,解析,答案,二、電流的微觀表達式,導學探究如圖3所示，AD表示粗細均勻的一段長為l的導體，兩端加一定的電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為S，導體單位體積內的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q.則：,圖3,(1)導體AD內的自由電荷全部通過橫截面D所用的時間t是多少？,答案,(2)導體AD內的自由電荷的總電荷量Q是多少？,答案AD內的自由電荷總數(shù)NnlS總電荷量QNqnlSq,(3)這段導體上的電流是多大？,答案,知識深化 電流的微觀表達式InqvS (1)從微觀上看，電流決定于導體中單位體積內的自由電荷數(shù)n、每個自由電荷的電荷量q、定向移動的速率大小v，還與導體的橫截面積S有關. (2)v表示電荷定向移動的速率.自由電荷在不停地做無規(guī)則的熱運動，其速率為熱運動的速率，電流是自由電荷在熱運動的基礎上向某一方向定向移動形成的.,延伸閱讀 三種速率的比較 (1)電子定向移動速率：也是公式IneSv中的v，大小約為105 m/s. (2)電流的傳導速率：就是電路中建立恒定電場的速率，大小為光速c3108 m/s. (3)電子熱運動的速率：電子做無規(guī)則熱運動的速率，大小約為105 m/s.由于熱運動向各個方向運動的機會相等，故此運動不能形成電流.,例2導線中的電流是1 A，導線的橫截面積為1 mm2. (1)在1 s內，有多少個電子通過導線的橫截面(電子電荷量e1.61019 C)? 答案6.251018個,(2)自由電子的平均移動速率是多大(設導體每立方米內有8.51028個自由電子)? 答案7.35105 m/s,解析,答案,解析,答案,(3)自由電子沿導線移動1 m，平均要多少時間？ 答案3.78 h,針對訓練2如圖4所示，一根截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負電荷，每米電荷量為q，當此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為,圖4,解析,答案,達標檢測,1.(對電源的理解)關于電源的以下說法，正確的是 A.電源的作用是在電源內部把電子由負極不斷地搬運到正極，從而 保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢差 B.電源的作用是在電源內部把電子由正極不斷地搬運到負極，從而 保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢差 C.只要電路中有電源，電路中就一定有電流 D.電源實質上也是一個用電器，也需要外界提供能量,答案,1,2,3,解析,1,2,3,解析電源的作用是維持正、負極之間恒定的電勢差，外電路中自由電子在電場力的作用下向正極移動，在電源內部，需要將電子由正極不斷地搬運到負極，故A錯，B對. 電路中有電流不僅需要電源，還需要電路是閉合的，兩者缺一不可，故C錯. 電源是對電路提供能量的裝置，故D錯.,2.(對I 的理解和應用)電路中有一電阻，通過電阻的電流為5 A，當通電5分鐘時，通過電阻橫截面的電子數(shù)為 A.1 500個 B.9.3751019個 C.9.3751021個 D.9.3751020個,答案,1,2,3,3.(對電流微觀表達式的理解和應用)有甲、乙兩導體，甲的橫截面積是乙的2倍，而單位時間內通過乙導體橫截面的電荷量是甲的2倍，以下說法正確的是 A.甲、乙兩導體的電流相同 B.乙導體的電流是甲導體的2倍 C.乙導體中自由電荷定向移動的速率是甲導體的2倍 D.甲、乙兩導體中自由電荷定向移動的速率大小相等,1,2,3,解析,答案,1,2,3,解析由于單位時間內通過乙導體橫截面的電荷量是甲的2倍，因此通過乙導體的電流是甲的2倍，故A錯，B對.,