電源和電流課件 2024-2025學(xué)年高二物理同步課堂人教版2019必修第三冊

第十一章：電路及其應(yīng)用高中物理必修第三冊新課引入01.高中物理必修第三冊

人類通過對靜電場的研究不僅獲得了許多關(guān)于電現(xiàn)象的知識，而且形成了若干重要的電學(xué)概念和研究方法，成為電學(xué)理論的重要基礎(chǔ)。新課引入02.高中物理必修第三冊

但是，無論在自然界還是在生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，更廣泛存在著的是電荷流動所引起的效應(yīng)。那么，電荷為什么會流動?電荷流動服從什么規(guī)律?產(chǎn)生哪些效應(yīng)?這些效應(yīng)對人類的生產(chǎn)、生活方式和社會進步又起著怎樣的作用呢?新課引入03.高中物理必修第三冊

電學(xué)已經(jīng)改變了我們的生活方式，并且產(chǎn)生了一個巨大的工程應(yīng)用領(lǐng)域?！窭椎谑徽拢旱?節(jié)電源和電流高中物理必修第三冊制作：陳慶威目錄CONTENT高中物理必修第三冊電源恒定電流拓展學(xué)習(xí)鞏固提升新課引入00.高中物理選擇性必修第一冊

電閃雷鳴時，強大的電流使天空不時發(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?電

源第一部分電流的產(chǎn)生01.高中物理必修第三冊-BA-A++++++++_B_______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。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)線中會產(chǎn)生一個瞬時電流。怎么才能讓電路中有持續(xù)電流呢？電源02.高中物理必修第三冊AB連通器水勢A水勢B抽水機水流正極負極1.電源：能把自由電子從正極搬到負極的裝置；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。---+A++++++___B_____P--+電源相當(dāng)于抽水機常見電源03.高中物理必修第三冊電源中電勢高的一極是正極，電勢低的一極是負極。太陽電池干電池鉛蓄電池鋰電池電源是如何做到讓導(dǎo)線電流持續(xù)的呢？電場的形成04.高中物理必修第三冊導(dǎo)體中自由電荷定向移動的原因--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMNE0EE′

MNE導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的穩(wěn)定電場恒定電場05.高中物理必修第三冊1.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動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定——恒定電場。2.特點：任何位置的電荷分布和電場強度都不會隨時間變化，基本性質(zhì)與靜電場相同;3.適用情況：在靜電場中所講的電勢、電勢差及其與電場強度的關(guān)系同樣適用于恒定電場。恒定電流第二部分恒定電流的形成01.高中物理必修第三冊

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。恒定電流：大小、方向都不隨時間變化的電流恒定電流02.高中物理必修第三冊3.公式：2.物理意義:表示電流的強弱程度1.定義:通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫做電流。（單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量）4.單位:國際單位安培(A)1A=1C/s常用單位：毫安（mA）、微安（μA）定義式：適用于任何電荷定向移動形成的電流幾點說明03.高中物理必修第三冊1.電流方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流方向。在電源外部,電流從正極流向負極；電源的內(nèi)部,電流從負極流向正極；2.金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。3.電解液中正、負離子定向移動方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時：4.電流強度雖然有大小和方向，是標(biāo)量。I汽車中的電池04.高中物理必修第三冊

電池放電時能輸出的總電荷量叫作電池的容量，通常以"安時"（A·h）或"毫安時"（mA·h）作單位。單體鋰離子電池的容量極為有限，為了滿足需要，常用由若干單體鋰離子電池構(gòu)成的電池組。電流的微觀解釋第三部分提出問題01.高中物理必修第三冊【問題】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ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率?？烧J為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子貢獻一個自由電子。模型建構(gòu)02.高中物理必修第三冊

一段粗細均勻的導(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。理論推導(dǎo)：故導(dǎo)體AB中的電流導(dǎo)體中的自由電荷數(shù)總電荷量

所有這些電荷通過橫截面所需要的時間lS問題解讀03.高中物理必修第三冊【解析】設(shè)自由電子在導(dǎo)線內(nèi)定向移動的速率是v。取一段導(dǎo)線（如圖），自由電子從它的左端定向移動到右端的時間為t，則這段導(dǎo)線的長度為vt，體積為vtS，質(zhì)量為ρvtS，則這段導(dǎo)線中的原子數(shù)為則這段導(dǎo)線中的自由電子數(shù)也為n，t時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量:把這個式子代入

,得解得vtvSv三種不同的速率04.高中物理必修第三冊思考：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？

實際上，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置以光速迅速建立了電場。隨著電場的建立，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時開始做定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流。電子定向移動的速率約10-5m/s電子熱運動的平均速率105m/s

電場的傳播速率3×108m/s總結(jié)提升第五部分課堂小結(jié)高中物理必修第三冊電源和電流電源能把自由電子從正極搬到負極的裝置恒定電場MNE微觀表達vtvSv電流電荷的定向移動定義式：例題1例題精選01.【參考答案】C高中物理必修第三冊某手機的說明書標(biāo)明該手機電池容量為4000mA·h，待機時間為22天。說明書還標(biāo)明用該手機持續(xù)播放視頻的持續(xù)時間為17小時，則播放視頻時產(chǎn)生的電流約為（）A．4mA B．182mA

C．235mA D．3mA解析例題解析02.高中物理必修第三冊

例題2例題精選03.【參考答案】B高中物