高二物理課件選修3-1第二章第一節(jié)-電源和電流

1、Unit2恒定電流問題1：產(chǎn)生電流的條件是什么？-BA-A+_B_（1）存在自由電荷金屬導(dǎo)體自由電子電 解 液正、負(fù)離子（2）導(dǎo)體兩端存在電壓當(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，形成電流導(dǎo)體中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R中會產(chǎn)生一個瞬時電流。A、B之間有電勢差A(yù)、B電勢差為零問題2：導(dǎo)體中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是什么？-P-+A+_B_-1. 能把電子從A搬運到B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。這個裝置就是電源。A、B就是電源的兩個極。正極負(fù)極問題3：電源的作用是什么？電源+-正

2、極負(fù)極電源的作用：（1）從物理過程分析：就是通過非靜電力把電子從正極搬運到負(fù)極，使電源兩極間保持一定的電勢差。使電路有持續(xù)的電流；（2）從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度就是電場力做負(fù)功，電子的電勢能增加，通過電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能.F-+A+_B_P-問題4：當(dāng)導(dǎo)體兩端有恒定的電勢差，導(dǎo)體內(nèi)建立了變化的電場，還是恒定的電場?導(dǎo)線本身由許多帶電粒子(電子和質(zhì)子)組成，當(dāng)它和電源連通后，在電源兩極上的正、負(fù)電荷激發(fā)的電場作用下，導(dǎo)線的表面以及導(dǎo)線的接頭處會有電荷積累，正是這些電荷激發(fā)了導(dǎo)線內(nèi)外的電場，也正是依靠這些電荷才保證導(dǎo)線內(nèi)部的場強(qiáng)沿導(dǎo)線方向，所以導(dǎo)線中的電場，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電

3、荷共同形成的，并且形成過程是在接通電源后的極短時間內(nèi)(以光速)完成盡管電路中電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場處于動態(tài)平衡，電場的分布也穩(wěn)定。由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場。問題5：當(dāng)導(dǎo)體兩端的電勢差恒定時，導(dǎo)體中產(chǎn)生的電場是恒定的，此時導(dǎo)體中的電流會不會是恒定的？由于恒定電場的作用,導(dǎo)體中自由電荷定向運動的速率增加;而在運動過程中會與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子碰撞從而減速,因此自由電荷頻繁地交替進(jìn)行加速和減速，自由電荷定向運動的平均速率不隨時間變化。如果我們在這個電路中串聯(lián)一個電流表,電流表的讀數(shù)保持恒定.大小方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。恒定

4、電場電場強(qiáng)度不變自由電荷頻繁交替進(jìn)行加速和減速，平均速率不變串一個電流表,讀數(shù)不會變恒定電流 由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場. 問題6：怎樣理解恒定電場和恒定電流？問題7：電流這個物理現(xiàn)象既有方向也有強(qiáng)弱。怎樣描述電流的強(qiáng)弱程度？怎樣學(xué)好電流這個物理量。2、公式： 3、矢量性：標(biāo)量1、引入目的：反映了電流的強(qiáng)弱程度。國際單位：安培（A）4、單位換算：5、測量方法：電流表等。電流（物理現(xiàn)象）方向:正電荷定向移動的方向。在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動方向相反；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。在金屬導(dǎo)體中，q是t時間內(nèi)通過截面自

5、由電荷（電子）的電量的絕對值；在電解液中，電量q表示通過截面的正、負(fù)離子電量絕對值之和。在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面上的電荷量A組能力訓(xùn)練題33、一電子沿一圓周順時針方向高速運動，周期為10-10s，則等效電流大小為 A，電流方向是 （填“順時針”或“逆時針” ）1.610 - 9逆時針A組能力訓(xùn)練題1010在一次閃電中，持續(xù)時間為0.005 s所形成的平均電流為6.0104A，若閃電過程中產(chǎn)生的電荷以0.5A的電流通過電燈，試求可供電燈照明的時間。解：Q=I1t1=I2t2 ，t2= I1t1/I2=600s 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

6、,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8：探究電流的微觀表達(dá)式？ 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CBCSvvtqqqq 導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷的電量、導(dǎo)體的橫截面積和自由電荷定向運動速率四個量成正比。問題9：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。 電路接通時電燈中的電流

7、并不是電源中的自由電子流了過來產(chǎn)生，而是燈絲內(nèi)部的自由電子的定向移動產(chǎn)生的。三種速率的區(qū)別電流傳導(dǎo)速率、電子定向移動速率、電子熱運動速率(1)電流傳導(dǎo)速率等于光速，電路一接通，導(dǎo)體中的電子立即受到電場力作用而定向移動形成電流(對整體而言)(2)電子定向移動速率，其大小與電流有關(guān)，一般數(shù)量級為105 m/s.(對每個電子而言)(3)電子熱運動速率，任何微觀粒子都做無規(guī)則運動，其速度與溫度有關(guān)，通常情況為每秒幾百米問題10：總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。二、電流2、度量方式：4、矢量標(biāo)量：標(biāo)量3、決定因素：1、引入目的：反映了電流的強(qiáng)弱程度。國際單位：安培（A）5、單位換算：6、測量方法：電流表等。微觀：B

8、CSvvt流體的柱形模型A組能力訓(xùn)練題22把 規(guī)定為電流的方向，在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電子定向移動的方向 。在電解質(zhì)溶液中，電流的方向與正離子定向移動的方向 ，與負(fù)離子定向移動的方向 。相反正電荷定向移動的方向相反相同在電解液中，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。A組能力訓(xùn)練題44下列關(guān)于電源的說法正確的是()A電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置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

9、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ABDA組能力訓(xùn)練題66關(guān)于電流的方向,下列說法正確的是 （ ）A在金屬導(dǎo)體中，電流的方向是自由電子定向移動的方向B在電解液中，電流的方向為負(fù)離子定向移動的方向C無論在何種導(dǎo)體中，電流的方向都與負(fù)電荷定向移動的方向相反D在電解液中，由于是正負(fù)電荷定向移動形成的電流，所以電流有兩個方向CA組能力訓(xùn)練題88以下對導(dǎo)體中的電場理解正確的是（ ）A導(dǎo)體內(nèi)的電場是不穩(wěn)定的B導(dǎo)體內(nèi)的電場由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成C導(dǎo)線中電場始終隨時間而變化D導(dǎo)體內(nèi)的電場是一種動態(tài)的穩(wěn)定BDA組能力訓(xùn)練題99通過一根金屬導(dǎo)線的電流為16mA則10s內(nèi)通過這根導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)為（ ）A1.01017 B1.01018 C1.01019 D1.01020解：n=It/e=1610-310/1.610-19=1.01018BA組能力訓(xùn)練題1010在一次閃電中，持續(xù)時間為0.005 s所形成的平均電流為6.0104A，