人教版新教材《電源和電流》優(yōu)秀版1課件

1、第二章 恒定電流 2、1 電源和電流 電荷的熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看，不能形成電流。電荷的定向移動(dòng)形成電流一、電流的形成與電源1、電流人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)第二章 恒定電流 2、1 電源和電流 形成電流的條件：導(dǎo)體內(nèi)有可自由移動(dòng)的電荷，導(dǎo)體兩端有電勢差。-BA-A+_B_形成持續(xù)電流的條件：導(dǎo)體兩端一直有電勢差。達(dá)到等勢，電流消失形成電流的條件：導(dǎo)體內(nèi)有可自由移動(dòng)的電荷，導(dǎo)體兩端有電勢差。AB水池抽水機(jī) 電源P把跑到A的電子再搬回B，保持了AB之間的電勢差，電路中形成了持續(xù)的電流。 抽水機(jī)把低水位的水送

2、到高水位去，保持了兩側(cè)液面高度差，容器中形成了持續(xù)的循環(huán)水流。-+A+_B_P-AB水池抽水機(jī) 電源P把跑到A的電子再搬回B，2、電源（1）能不斷把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。（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。 從能量轉(zhuǎn)化角度看，電源搬運(yùn)電荷的過程是非靜電力做功的過程，將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能。2、電源（1）能不斷把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。（2）作二、恒定電場 導(dǎo)線內(nèi)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。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，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，電場的分布也穩(wěn)定。 這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，

3、稱為恒定電場。1、定義2、性質(zhì)：在恒定電場中，任何位置的電荷分布和電場強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化，所以它的基本性質(zhì)與靜電場相同。在靜電場中所講的電勢、電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系等，在恒定電場中同樣適用。二、恒定電場 導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線等電注意：（1）恒定電場中，導(dǎo)線內(nèi)場強(qiáng)方向平行于導(dǎo)線，場強(qiáng)0。恒定電場不是靜電場，此處與靜電屏蔽相區(qū)別。（2）接通電源后，導(dǎo)體內(nèi)恒定電場以光速建立，這是自由電荷在導(dǎo)體中定向移動(dòng)的原因。注意：（1）恒定電場中，導(dǎo)線內(nèi)場強(qiáng)方向平行于導(dǎo)線，場強(qiáng)0。恒定電場處處場強(qiáng)恒定自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變串聯(lián)一個(gè)電流表，讀數(shù)不會(huì)變?nèi)?、恒定電流（電子在恒定電場中加速、碰撞、減速

4、、）恒定電流恒定電場處處場強(qiáng)恒定自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變串聯(lián)一個(gè)電三、恒定電流 1、定義：大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流2、方向:與正電荷定向移動(dòng)方向相同與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向相反標(biāo)量3、大?。簈 ：時(shí)間 t 內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量4、單位：安培（A） 國際單位制中的基本物理量I、基本單位A。1A=1C/s1A = 103mA = 106A 常用單位：毫安（mA）、微安（A）人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)三、恒定電流 1、定義：大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流2、方例1、一條導(dǎo)線中的電流為1.6A，在

5、1s內(nèi)通過這條導(dǎo)線某一橫截面的電子有多少個(gè)？例2、原子中的電子繞核運(yùn)動(dòng)可以等效為環(huán)形電流。設(shè)氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓軌道上繞核運(yùn)動(dòng)，電子的電荷量為e，等效電流多大？電流方向呢？與電子繞行方向相反人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)例1、一條導(dǎo)線中的電流為1.6A，在1s內(nèi)通過這條導(dǎo)線某一橫例3、在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積S、電流為I的電子束。已知電子的電量為e，質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時(shí)，一小段長為l的電子束內(nèi)的電子

6、數(shù)是多少？人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)例3、在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電例4、在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電荷量為10C，則導(dǎo)體中的電流為 I = A；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)離子的電荷量均為10C，則電解液中的電流為 I = A。12人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)例4、在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電荷量為10C，則電解液導(dǎo)電時(shí)電

7、流的計(jì)算：通過每個(gè)截面的正負(fù)電荷電量絕對(duì)值之和是相等的，但是在不同的截面上正負(fù)電荷的分配比例不同。人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)電解液導(dǎo)電時(shí)電流的計(jì)算：通過每個(gè)截面的正負(fù)電荷電量絕對(duì)值5、電流的微觀表達(dá)式的推導(dǎo) n為單位體積的自由電荷數(shù)，q是每個(gè)自由電荷所帶的電荷量，S為導(dǎo)體橫截面積，v為自由電荷定向移動(dòng)速率AD導(dǎo)體中的自由電荷總數(shù)：總電荷量所有這些電荷都通過截面D所需要的時(shí)間所以導(dǎo)體A

8、D中的電流：由此可知決定電流大小的微觀因素。人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)5、電流的微觀表達(dá)式的推導(dǎo) n為單位體積的自由例題：有一條橫截面積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(dòng)的速率v。可認(rèn)為

9、銅導(dǎo)線中平均每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。 自由電子定向移動(dòng)的速度極小，為何一開開關(guān)，燈馬上能亮呢？自由電子定向移動(dòng)速率形成電流速率 人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)例題：有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線，通過的電流I=1A辨析三個(gè)速率：（1）形成電流的速率（電流的傳導(dǎo)速率、建立電場的速率）：等于光速，數(shù)量級(jí)為108 m/s（3）電荷定向移動(dòng)速率：很小，約105 m/s 導(dǎo)體在導(dǎo)電時(shí)，只不

10、過是自由電荷在速率巨大的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上附加一個(gè)很小的定向移動(dòng)速率而已。（2）無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率：與溫度有關(guān)，常溫下電子熱運(yùn)動(dòng)速率的數(shù)量級(jí)約為105 m/s人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)人教版高中物理選修3-1 2.1電源和電流(共16張PPT)辨析三個(gè)速率：（1）形成電流的速率（電流的傳導(dǎo)速率、建立電場例1、如圖所示，將左、右兩段截面積不等的銅導(dǎo)線連接起來，已知截面面積 SB=2SA ，若在1s內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是 ，電子的定向移動(dòng)速率 。IA=IBvA=2vB若左側(cè)為銅導(dǎo)線，右側(cè)為鋁導(dǎo)線，那么，通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是 。IA=IB電子的定向