高中物理 第二章 恒定電流 第一節(jié) 電源和電流課件2 新人教版選修3-1

第二章 恒定電流,第 一 節(jié) 電 源 和 電 流,雷鳴電閃時,強大的電流使天空發(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?,情景導(dǎo)入,電流：電荷的定向移動形成了電流,用導(dǎo)線連接兩個分別帶正負(fù)電荷的導(dǎo)體，導(dǎo)體中有沒有電流？如有，能否持續(xù)？,_,問題探究1,A得到電子，B失去電子，周圍電場迅速減弱.,自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達到靜電平衡，導(dǎo)線中產(chǎn)生一個瞬時電流。,抽水機,如圖，若在水池A、B之間用一個細(xì)管連起來，則水在重力的作用下從水池A到水池B做定向移動，A、B之間的高度差很快消失，水管中只可能有一個瞬間的水流.,怎樣才能使水管中有源源不斷的水流呢？,措施：可將B中的水用抽水機抽到A中，保持水池A、B的水面有一定的高度差。,問題探究2,如果在A、B之間接上一個裝置P，它能把經(jīng)過導(dǎo)線R流到A的電子取走，補充給B，使A、B始終保持一定數(shù)量的正、負(fù)電荷，情況會怎樣呢？,能保持導(dǎo)體兩端的電勢差(電壓),使電路有持續(xù)的電流。,R,問題探究3,一、電源 1電源的定義 電源是不斷把 從正極搬運到負(fù)極從而維持正負(fù)極之間一定電勢差的裝置,負(fù)電荷,探究總結(jié),2電源的作用 電源的作用就是移送電荷，維持電源正、負(fù)極間有一定的 ，從而保持電路中有持續(xù)電流 電源在內(nèi)部能把 從正極A搬運到負(fù)極B，如左圖所示,電勢差,電子,（2）導(dǎo)體兩端存在電壓 電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流,3.形成電流的條件,（1）存在自由電荷 金屬導(dǎo)體自由電子 電解液正、負(fù)離子,探究總結(jié),問題探究4：電流既有方向也有強弱。怎樣描述電流的強弱程度？,探究總結(jié)： 二、電流 1、大小：,2、矢量性：標(biāo)量,引入目的：反映電流的強弱程度。,3、單位：安培（A）,4、測量方法：電流表等。,電流方向:正電荷定向移動的方向。,導(dǎo)電時，是正負(fù)離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負(fù)離子電量絕對值之和。,（1）適用于任何電荷的定向移動形成的電流。,5.注意,（2）在電解液中，電流方向與正離子定向移動方向相同，與負(fù)離子走向移動方向相反導(dǎo)電時，是正負(fù)離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負(fù)離子電量絕對值之和。,1、在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為_A；,對點訓(xùn)練,1,時間t是多少？,通過的電量q是多少？,2、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(fù)離子的電量均為10C，則電解液中的電流為_A,正離子電荷量是多少？負(fù)離子電荷量是多少？,總電荷量是多少？,2,對點訓(xùn)練,一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體長為l,兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為s，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷量為q。,問題探究5:如何用微觀方法表示電流？,設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個橫截面B和C，則在時間t內(nèi)處于相距為 vt 的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過截面C,B,C,S,v,vt,q,q,q,q,3、一截面積S=1mm2的銅導(dǎo)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(dǎo)線中自由電子定向移動的速率.可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子貢獻一個自由電子.,對點訓(xùn)練,問題探究5：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？,閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置迅速建立了恒定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路也就幾乎同時產(chǎn)生了電流。,探究結(jié)論： 三、三種速率：,1.電子定向移動的速率約10-5m/s，,2.電子熱運動的平均速率105m/s,3.電場的傳播速率 3108m/s.,解析：電流傳導(dǎo)速率等于光速，而電子定向移動速率是在電子以較大速率無規(guī)則熱運動基礎(chǔ)上附加一個很小的速率，AC不對B對自由電子定向移動時仍在無規(guī)則的熱運動，D不對 答案：B,對點訓(xùn)練,4.以下說法正確的是() A自由電子定向移動速率就是電子熱運動速率 B自由電子只不過在速率很大的無規(guī)則熱運動上附加了一個速率很小的定向移動 C電場的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動速率 D在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動時，它們的熱運動就消失了,1、形成電流的條件 （1）存在自由電荷 （2）導(dǎo)體兩端存在電壓 2、電源的作用：提供持續(xù)的電壓 3、恒定電流:大小方向都不隨時間變化的電流. 4、電流:表示電流的強弱程度的物理量. 定義式 I=q / t 金屬導(dǎo)體中電流的決定式I=nqsv,要點小結(jié):,例1 關(guān)于電源以下說法正確的是() A電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)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電源的作用就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 C只要電路中有電源，電路中就一定有電流 D電源實質(zhì)上也是一個用電器，也需要外界提供能量,典例精析,電源在搬運電荷的過程中，需要克服電場力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,在電源內(nèi)部，將正極上的電子搬運到負(fù)極，維持電勢差不變,電路是否閉合？,電源是對電路提供能量的裝置，,例2 已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m.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？,典例精析,1、在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為_；,2、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(fù)離子的電量均為10C，則電解液中的電流為_,1A,2A,課堂訓(xùn)練,3、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,課堂訓(xùn)練,4、某電解質(zhì)溶液，如果在1 s內(nèi)共有5.01018個二價正離子和1.01019個一價負(fù)離子通過某橫截面，那么通過電解質(zhì)溶液的電流強度是多大？,解析：設(shè)在t=1s內(nèi)，通過某橫截面的二價正離子數(shù)為n1，一價負(fù)離子數(shù)為n2，元電荷的電荷量為e，則t 時間內(nèi)通過該橫截面的電荷量為q=（2n1+n2）e 電流強度為I=q/t=1.610-1921019A=3.2 A,課堂訓(xùn)練,