高中物理 21 電源和電流課件 新人教版選修31

高中物理高中物理選修選修3-1浙浙第二章恒定電流第二章恒定電流第第1講電源和電流講電源和電流 目標(biāo)定位1.了解電流的形成條件，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、方向的確定，會(huì)用公式qIt分析相關(guān)問題.3.從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)與電流之間的關(guān)系一、電源1電源的定義電源是不斷地把 從正極搬運(yùn)到負(fù)極從而維持正、負(fù)極之間一定 的裝置電子電子電勢差電勢差2電源的作用從電荷移動(dòng)角度看，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P在內(nèi)部能把電子從正極A搬運(yùn)到負(fù)極B，如圖211所示電勢差電勢差圖圖211二、恒定電流1恒定電場(1)形成：當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，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(2)特點(diǎn)：任何位置的 都不隨時(shí)間發(fā)生變化2恒定電流(1)定義：大小、 都不隨時(shí)間變化的電流叫恒定電流(2)大?。?時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的 電流表示 的物理量電源電源、導(dǎo)線導(dǎo)線電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度方向方向電荷量電荷量單位單位電流強(qiáng)弱電流強(qiáng)弱其中：I表示電流，q表示在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的 4單位： ，符號 .其他單位：毫安(mA)、微安(A).1 A mA A.5方向：電流是標(biāo)量，但有方向電流方向是這樣規(guī)定的：導(dǎo)體內(nèi) 定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较蚣措娏鞣较蚺c負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向 電荷量電荷量安培安培A103106正電荷正電荷相反相反 想一想既然電荷的定向移動(dòng)形成電流，那么“電流傳導(dǎo)的速率”是不是電子從負(fù)極到達(dá)正極的速率呢？ 答案電流的形成是電子在速率很大的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)上附加一個(gè)速率很小的定向移動(dòng)，電路閉合時(shí)，瞬間在系統(tǒng)中形成電場，使導(dǎo)體中所有自由電荷在電場力的作用下共同定向移動(dòng)，并不是電子瞬間從電源運(yùn)動(dòng)到用電器一、對電源、電流的理解1電路、電源、電流電路：四個(gè)基本部分組成：電源、開關(guān)、導(dǎo)線和用電器電源：作用是在電路中提供持續(xù)的電壓電流：導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下定向移動(dòng)形成電流2形成持續(xù)電流的條件： (1)電路中有電源(2)電路還必須是閉合的，即必須用導(dǎo)體將電源連接起來【例1】(多選)下列關(guān)于電源的說法正確的是()A電源就是電壓B電源的作用是使電源的正負(fù)極保持一定量的正、負(fù)電荷，維持一定的電勢差C與電源相連的導(dǎo)線中的電場是由電源正、負(fù)極上的電荷形成的D在電源內(nèi)部正電荷由負(fù)極流向正極，負(fù)電荷由正極流向負(fù)極答案BD 解析在電源內(nèi)部由非靜電力將正電荷由負(fù)極搬到正極，將負(fù)電荷由正極搬到負(fù)極，使正、負(fù)極維持一定的電勢差，電源不是電壓，故A錯(cuò)，B、D正確導(dǎo)線中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，故C錯(cuò)【例2】(2014麗水高二月考)氫原子核外只有一個(gè)電子，它繞氫原子核運(yùn)動(dòng)的角速度為1016 rad/s，則電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流為()A8104 A B8104 AC4104 A D4104 A答案B 三、電流的微觀意義 1.建立模型：如圖212所示，AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體長為l，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(dòng)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(gè)自由電荷的電荷量為q.圖圖212 4區(qū)分三種不同的速率1.電子定向電子定向移動(dòng)的速率移動(dòng)的速率2.電子熱運(yùn)電子熱運(yùn)動(dòng)的速率動(dòng)的速率3.電流傳導(dǎo)電流傳導(dǎo)的速率的速率電流就是由電荷電流就是由電荷的定向移動(dòng)形成的定向移動(dòng)形成，電流電流IneSv，其其中中v就是電子定向就是電子定向移動(dòng)的速率移動(dòng)的速率，其其大小為大小為105 m/s導(dǎo)體內(nèi)部電子做無導(dǎo)體內(nèi)部電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，由于由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故不能形成電流故不能形成電流，大小為大小為105 m/s等于光速等于光速，閉合開關(guān)閉合開關(guān)的瞬間的瞬間，電路中各處電路中各處以光速建立恒定電場以光速建立恒定電場，電路中各處的自由電電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)定向移動(dòng)子幾乎同時(shí)定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流形成了電流，大小為大小為3108 m/s【例3】導(dǎo)體中電流I的表達(dá)式InqSv，其中S為導(dǎo)體的橫截面積，n為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量，v是()A導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速率B導(dǎo)體傳導(dǎo)的速率C電子熱運(yùn)動(dòng)的速率D自由電荷定向移動(dòng)的速率答案D 解析從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷的電荷量、定向移動(dòng)速率，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)，公式InqSv中的v就是自由電荷定向移動(dòng)的速率故選D.