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新課標高中物理選修3-12-1.電源和電流WWW.KS5U.COM第1頁重點：難點：

電流概念及其應用導線中電場電源作用

第2頁一、電源導體中自由電荷在電場力作用下發(fā)生瞬間定向移動形成瞬時電流.(瞬時電流)1、瞬時電流形成假設A，B分別帶等量正負電荷，現(xiàn)在之間連接一根導線會發(fā)生什么現(xiàn)象？第3頁2、連續(xù)電流形成倘若在A,B之間連接一個裝置P,作用是不停地把電子從A搬運到B，使AB之間一直存在一定電場，從而保持連續(xù)電流。裝置P

電源第4頁二恒定電場假設在電源正負極之間連接一根導線MNE0ABP第5頁其一是電源正、負極產(chǎn)生電場，可將該電場分解為兩個方向：沿導線方向分量使自由電子沿導線作定向移動，形成電流；垂直于導線方向分量使自由電子向導線某一側聚集，從而使導線兩側出現(xiàn)正、負凈電荷分布。其二是這些電荷分布產(chǎn)生附加電場，該電場將減弱電源兩極產(chǎn)生垂直導線方向電場，直到使導線中該方向合場強為零，而到達動態(tài)平衡狀態(tài)。此時導線內電場線保持與導線平行，自由電子只存在定向移動。因為電荷分布是穩(wěn)定，故稱恒定電場。恒定電場基本性質與靜電場相同。MNE0FFnFt

MNE0MNEEE0E′導線內很快形成沿導線方向恒定電場第6頁三恒定電流(大小、方向都不隨時間改變電流)電流：1定義：單位時間內經(jīng)過導體橫截面電量表示電流強弱物理量。2單位：安培A（mAμA）是七個國際制基本單位之一，不是導出單位。3公式：

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方向：正電荷定向移動方向金屬導體中電流方向與自由電子定向移動方向相反?？傻玫?頁四金屬導電電流微觀表示式

推導：一段粗細均勻導體長為l,兩端加一定電壓，自由電荷定向移動速率為v,設導體橫截面積為s，導體每單位體積內自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷量為q。-------ABι總電量電荷總數(shù)nqSvnlSql/vNqtQI====l/v思索：市導學P34頁6題第8頁例1：有一條橫截面積S=1mm2銅導線，經(jīng)過電流I=1A。且銅密度ρ=8.9×103kg/m3.銅摩爾質量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.62×1023mol-1，電子電量e=1.6×10-19C。求銅導線中自由電子定向移動速率。(設每個銅原子貢獻1個電子)經(jīng)過橫截面電荷量是由得從中解出代入數(shù)值得v=7.5×10-5m/svtvsv解：設自由電子定向移動速率是v，建模如右：按這個速度計算，自由電子經(jīng)過一米長導線要3個小時，這可能嗎？第9頁注意幾個速度問題：1.電子定向移動速率:其大小與電流相關，普通數(shù)量級為10-5m/s（對每個電子而言）2.電流傳導速率：等于光速，電路一接通，導體中電子馬上受到電場力作用而定向移動形成電流（對整體而言）3.電子熱運動速率：任何微觀粒子都做無規(guī)則運動，其速率與溫度相關，通常情況為每秒幾百米第10頁正電荷移動方向負電荷移動方向五電解液導電電流計算例題1某電解池，假如在1s中內共有2.5×1018個二價正離子和5.0×1018個一價負電子經(jīng)過某橫截面，那么經(jīng)過這個橫截面電流強度是多大？答案：1.6A第11頁小結：(1)電流為標量，電流雖有方向不過標量

(2)電解液中正負離子定向移動方向即使相反，但正、負

離子定向移動形成電流方向是相同，此時q=I/t

中，q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量絕對值之和。

正電荷移動方向負電荷移動方向五電解液導電電流計算第12頁例題2某電解池，假如在1s中內共有2.5×1018個二價正離子經(jīng)過陰極，5.0×1018個一價負電子經(jīng)過陽極，那么經(jīng)過這個電解池中電流強度是多大？答案：0.8A正電荷移動方向負電荷移動方向思索：例1與例2是否矛盾？思索：市導學P34頁5題五電解液導電電流計算第13頁例題3：原子中電子繞原子核運動能夠等效為環(huán)形電流.設氫原子電子以速度v,在半徑為r圓周上繞核運動，電子電量為e，求等效電流I有多大？vre解：建立模型如右T=2πr/v電子電量為：q=e故電流為：I=q/TI=ev/2πr綜合上述：思索：市導學P35頁10題電子運動周期為：六