電源和電流_精品課件

1、,人教版高中物理選修3-1第二章恒定電流,2-1 電源和電流,回顧：,1、電場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么？ 對(duì)放入其中的電荷有力的作用。 2、電場(chǎng)是怎樣疊加的？ 電場(chǎng)是矢量，遵循平行四邊形定則。,思考：,1、電流是怎樣形成的？ 電流是由電荷的定向移動(dòng)而形成的。 2、電荷為什么能定向移動(dòng)？ 電荷受到電場(chǎng)力的作用， 即有電勢(shì)差,討論總結(jié)： 要形成電流，必須滿足什么條件？ 1、要有自由電荷 2、要有電勢(shì)差,思考：,如圖所示，A、B為兩個(gè)帶等量異種電荷的金屬球，A、B之間是否有電勢(shì)差？,_,若用導(dǎo)線將兩個(gè)球連接起來(lái)，導(dǎo)線中是否有電流流過(guò)？,導(dǎo)線中的自由電子在電場(chǎng)力作用下將由B向A移動(dòng)，從而形成電流。,問(wèn)題：電流

2、能一直持續(xù)嗎？為什么？,自由電子由B向A移動(dòng)，A吸收自由電子，電勢(shì)降低，B失去電子電勢(shì)升高，最終，AB的電勢(shì)相等，電子不再定向移動(dòng)，電流消失。故這種情況下，導(dǎo)線中 只有瞬時(shí)電流流過(guò)！,_,等勢(shì)體,思考：,怎樣才能使上述導(dǎo)線中有持續(xù)的，恒定不變的電流流過(guò)？,水流,1. 能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置。,正極,負(fù)極,電源類似于抽水機(jī),這個(gè)裝置就是電源。 A、B就是電源的兩個(gè)極。,討論總結(jié)：電源的作用是什么？,+,正極,2、從能量的角度分析：就是電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。,1、從物理過(guò)程分析：就是通過(guò)非靜電力把電子從正極搬到負(fù)極，使電源兩極間保持一定的電勢(shì)差。使電路有持續(xù)的電流。,在有電源的電路中,

3、導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)又有何特點(diǎn)?,思考:,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,A,導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向恒定電場(chǎng),討論總結(jié)： 導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由誰(shuí)形成的？,導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，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(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也是穩(wěn)定的這種由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生的穩(wěn)定不變的電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng).,恒定電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,導(dǎo)體中的自由電子在恒定不變的電場(chǎng)力作用下本應(yīng)該做勻加速運(yùn)動(dòng)，速度本應(yīng)該不斷增加，但自由電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)與導(dǎo)體中靜止不動(dòng)的粒子碰撞而減速，故自由電子定向移動(dòng)的速率會(huì)保持不變。,如果在電路中串連一個(gè)電流表,電流

4、表讀數(shù)不會(huì)變,電路中電流的大小和方向不變,這種大小和方向不隨時(shí)間變化的電流，叫做恒定電流，這一章我們研究的就是恒定電流,恒定電流 討論： 如何表示電流的強(qiáng)弱呢？ 如何判斷水管中水流的強(qiáng)弱？,在物理學(xué)中，電流的強(qiáng)弱可以用通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電量和通過(guò)這些電量所用時(shí)間的比值來(lái)表示，這個(gè)比值我們稱之為電流強(qiáng)度。 I = q / t,五、電流強(qiáng)度 ( I ),（1）定義：通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面積的電荷量q 跟通過(guò)這些電荷量所用時(shí)間 t 的比值 （2）定義式：I = q / t （3）單位：安培（國(guó)際單位），A 常用單位有毫安（mA）、微安（ A） 屬于基本單位 1A103mA106A,（4）電流是標(biāo)量但習(xí)

5、慣上規(guī)定電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反 （5）物理意義：表示電流強(qiáng)弱和方向的物理量。 六、對(duì)I = q/t的理解要注意： I = q/t為電流強(qiáng)度的定義式，對(duì)任何情況都適用。 比值法定義。電流強(qiáng)度由電路狀態(tài)所決定，與q、t均無(wú)關(guān)！,例1：在電解液中, 正負(fù)離子沿相反方向運(yùn)動(dòng),5s內(nèi)通過(guò)液體橫截面的電量均為5.0C,則電解液中的電流強(qiáng)度為多少?,例2、一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體長(zhǎng)為l,兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動(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)自由電荷量為q。求電流強(qiáng)度。,設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面B和C，則在時(shí)間t內(nèi)處于相距

6、為 vt 的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過(guò)截面C,B,C,S,v,vt,q,q,q,q,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(gè)自由電荷的電量、導(dǎo)體的橫截面積和自由電荷定向運(yùn)動(dòng)速率四個(gè)量成正比。,電流的微觀表達(dá)式,電子定向移動(dòng)的速率約為10-5m/s 思考： 既然電子的定向運(yùn)動(dòng)速率很小，為什么閉合開關(guān)時(shí)電路中的電燈立刻就亮了？,閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個(gè)位置迅速建立了恒定電場(chǎng)，在恒定電場(chǎng)的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開始定向移動(dòng)，整個(gè)電路也就幾乎同時(shí)產(chǎn)生了電流。,電路接通時(shí)電燈中的電流并不是電源中的自由電子跑過(guò)去了，而是燈絲自己的自由電子定向移動(dòng)產(chǎn)生的。,電子定向移動(dòng)速率: 其大小與電流有關(guān)，一般數(shù)量級(jí)為10-5m/s （對(duì)每個(gè)電子而言）,電流傳導(dǎo)速率：（傳播的是電場(chǎng)） 等于光速310 8 m/s.電路一接通，導(dǎo)體中處處的電子立即受到電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng)形成電流 （對(duì)整體而言）,注意幾個(gè)速度問(wèn)題,一、電源 產(chǎn)生電流的條件. 電源及其作用. 導(dǎo)線中電場(chǎng)的特點(diǎn):(恒定電場(chǎng)) 二、恒定電流 電流