人教版《高中物理选修3—1》PPT课件 电源和电流
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2.1电源和电流—人教版高中物理选修3-1课件(共21张PPT)
A得到电子，B失去电子， 周围电场迅速减弱.
自由电子的定向移动使两个带电体成为等势 体，达到静电平衡，导线中产生一个瞬时电 流。
问题二
如图，若在水池A、B之间用一个细
管连起来，则水在重力的作用下从 水池A到水池B做定向移动，A、B 之间的高度差很快消失，水管中只 可能有一个瞬间的水流.
怎样才能使水管中有源源不断的水 流呢？
移动形成电流，电量q表示通过截面的正、
负离子电量绝对值之和。
（3）在金属导体中，电流方向与自由电荷 （电子）的定向移动方向相反。
【牛刀小试】
1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体
中的电流为__1__A__；
2、某电解槽横截面积为0.5m2，若1.0s内沿相反方向通过横
截面的正负离子的电量均为1.0C，则电解液中的电流为__2_A__。
问题六:如何用微观方法表示电流？
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动 的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数 为n，每个自由电荷量为q。
设想在导体中取两个横截面B和C，则在时间t内处于相距为
vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C．
q
vt
Bq
D．电源实质上也是一个用电器，也需 要外界提供能量
在电源内部，将正极上的电子 搬运到负极，维持电势差不变 电源在搬运电荷的过程中， 需要克服电场力做功，将其 他形式的能转化为电能．
电路是否闭合？
电源是对电路提供能量的装置，
二、导线中的电场
假设在电源正、负极之间连一根导线
+ + +
+ A
+-
+ ++
人教版高中物理选修3-1 2.1电源和电流(共16张PPT)
（3）电荷定向移动速率：很小，约10－5 m/s 导体在导电时，只不过是自由电荷在速率巨大
的无规则热运动基础上附加一个很小的定向移动速 率而已。
例1、如图所示，将左、右两段截面积不等的铜导 线连接起来，已知截面面积 SB=2SA ，若在1s内垂 直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截 面的电流的大小关系是 IA=IB ， 电子的定向移动速率 vA=2vB 。
电6A源，P在把1跑s内到通A过的这电条子导再线搬某回一B，横保截持面了的A电B之子间有的多电少势个差？，电路中形成了持续的电流。
流为 I = 2 A。 例抽4水、机在把金低属水导位体的中水，送若到1高0s内水通位过去横，截保面持的了电两荷侧量液为面1高0C度，差则，导容体器中中的形电成流了为持I续= 的循环A水；流。
第二章 恒定电流
§Hale Waihona Puke 、1 电源和电流一、电流的形成与电源 1、电流 电荷的定向移动形成电流
电荷的热运动，从宏 观上看，不能形成电流。
-
-
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A
B
达到等势，电流消失
形成电流的条件： 导体内有可自由移动的电荷，导体两端有电势差。
形成持续电流的条件： 导体两端一直有电势差。
若左侧为铜导线，右侧为铝导线，那么，通过这两 截面的电流的大小关系是 IA=IB 。 电子的定向移动速率vA=2vB？
6通A过，这在两1s内截通面过的这电条流导的线大某小一关横系截是面的电子，有多少个？
所电有子这 的些定电向荷移都动通速过率截面D所。需要的时间
4尽×管10这-2k些g/电mo荷l，也阿在伏运加动德，罗但常有数的N流A=走6.了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。
的无规则热运动基础上附加一个很小的定向移动速 率而已。
例1、如图所示，将左、右两段截面积不等的铜导 线连接起来，已知截面面积 SB=2SA ，若在1s内垂 直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截 面的电流的大小关系是 IA=IB ， 电子的定向移动速率 vA=2vB 。
电6A源，P在把1跑s内到通A过的这电条子导再线搬某回一B，横保截持面了的A电B之子间有的多电少势个差？，电路中形成了持续的电流。
流为 I = 2 A。 例抽4水、机在把金低属水导位体的中水，送若到1高0s内水通位过去横，截保面持的了电两荷侧量液为面1高0C度，差则，导容体器中中的形电成流了为持I续= 的循环A水；流。
第二章 恒定电流
§Hale Waihona Puke 、1 电源和电流一、电流的形成与电源 1、电流 电荷的定向移动形成电流
电荷的热运动，从宏 观上看，不能形成电流。
-
-
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A
B
达到等势，电流消失
形成电流的条件： 导体内有可自由移动的电荷，导体两端有电势差。
形成持续电流的条件： 导体两端一直有电势差。
若左侧为铜导线，右侧为铝导线，那么，通过这两 截面的电流的大小关系是 IA=IB 。 电子的定向移动速率vA=2vB？
6通A过，这在两1s内截通面过的这电条流导的线大某小一关横系截是面的电子，有多少个？
所电有子这 的些定电向荷移都动通速过率截面D所。需要的时间
4尽×管10这-2k些g/电mo荷l，也阿在伏运加动德，罗但常有数的N流A=走6.了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。
人教版高中物理选修3-1电源和电流课件(19页)-PPT优秀课件
而运动中会与导体内不动的粒子碰撞
自由电子在电路中定向移动的速率也不变
人教版高中物理选修3-1 2.1电源和电流课件（共19张PPT）【PP T优秀 课件】- 精美版
串一个电流表,读数不会变 (恒定电流)
人教版高中物理选修3-1 2.1电源和电流课件（共19张PPT）【PP T优秀 课件】- 精美版
①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。
②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬运到负极。
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二、恒定电流 恒定电场：电场强度和大小都不变。
解：设电子圆周运动的周期为 t ，
t 周线 长速 （度 圆弧2）r
根据电流公式：q=It
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Iqt 一个t电子 e电 2er量
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例3：原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形 电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨 道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？
一、电源
课堂小结
1、电流：电荷的定向移动形成电流。
条件：①存在自由电荷，如金属内的自由电子液体中的正负 离子。
【人教版】高二物理选修3-1 第二章2.1电源和电流(共32张PPT)
（4）宏观：
I U R
只适用纯电阻电路（不包含电源）
• 例5、有一横截面为S＝1mm2的铜导线，流经其
中的电流为I=1A，已知铜的密度为
ρ=8.9×103Kg/m3，铜的摩尔质量为M＝ 6.4×10－2Kg/mol，阿伏加得罗常数NA＝ 6.0×1023/mol，电子电量为e= 1.6×10－19C 。 在这个问题中可认为每个铜原子贡献一个电子，
恒定电流
大小、方向 都不变
二、恒定电流
1、大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.
2、电流强度(I):表示电流的强弱程度. 定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电 量所用时间t的比值叫做电流 . 公式:I= q / t 单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向:正电荷定向移动的方向
总结:
三、电流强度的计算方法： ①只有一种电荷定向移动而形成电流时。用I=Q/T计算。 ②有正负电荷沿相反方向定向移动而形成电流时，用I=(|Q+|+|Q-|)/T计算。
③当有粒子流定向移动而形成电流时，从微观入手，用I=NQSV来计算（N 为电荷体密度，S 为导体横截面积，V为电荷定向移动速率）
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【精讲精析】 q＝It＝1×10－3×1 C＝1×10－3 C， 设电子的数目为 n ，则：n＝qe＝1.16××1100－－319 ＝6.25×1015 个． 当“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时， I＝273 mA. q＝It＝273×10－3×20 C＝5.46 C. 设电子的数目为 N，则
C
5、下列说法正确的是：（ B ） A.用导线把开关、电灯等用电器连接起来就组 成了一个完整的电路。 B.电源是使电路中有持续电流的装置。 C.干电池、蓄电池、发电机、电动机都是电源。 D.手电筒照明时，电流方向是由电池的负极经灯 泡到正极的。
2.1 电源和电流—人教版高中物理选修3-1 课件
闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电 场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎 同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时产生了电流。 电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了 过来产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。
➢ 电子定向移动的速率约10-5m/s， ➢ 电子热运动的平均速率105m/s ➢ 电场的传播速率3×108m/s.
B
水势B
水流
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
一、电源的作用
水势A
抽水机
A
连通器
B
水势B
水流
+ ++
A+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
1. 能把电子从A搬运到B的装置。 2.保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流。
这个装置就是电源，其它形式的能转化为电能。
➢ 看课本41页回答
vt
q q
qv
S
q
B
C
4、电流为多少？ nstq
I Q vtSnq nqSv
t
t
例题:有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知
铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿
伏 加 德 罗 常 数 NA=6.02×1023mol-1, 电 子 的 电 量 e=-1.6×10-19C, 求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每
_ _
P
-
导体内的电场线保持和导线平行
N
M E
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
➢ 电子定向移动的速率约10-5m/s， ➢ 电子热运动的平均速率105m/s ➢ 电场的传播速率3×108m/s.
B
水势B
水流
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
一、电源的作用
水势A
抽水机
A
连通器
B
水势B
水流
+ ++
A+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
1. 能把电子从A搬运到B的装置。 2.保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流。
这个装置就是电源，其它形式的能转化为电能。
➢ 看课本41页回答
vt
q q
qv
S
q
B
C
4、电流为多少？ nstq
I Q vtSnq nqSv
t
t
例题:有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知
铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿
伏 加 德 罗 常 数 NA=6.02×1023mol-1, 电 子 的 电 量 e=-1.6×10-19C, 求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每
_ _
P
-
导体内的电场线保持和导线平行
N
M E
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
《电源和电流》人教版高二物理选修3-1PPT课件
奥斯特实验
奥斯特实验。奥斯特实验第一次把电现象和磁现象联系起来了.
一、电流的磁效应
想一想
既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？ 一根通电导线周围的磁场太弱。
问题
怎样才能使电流的磁场变强呢？
有两种方法：（1）增大电流；(奥斯特实验中，短路就是为了增 大电流，获得强的磁场） （2）螺线管。让导线集中起来绕成管状，各导线产生的磁场叠 加在一起。如图：
甲
乙
丙
A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场 B．由甲、乙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关 C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关 D．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
课堂练习
【迁移训练1】
(2019 黄冈)下列有关电和磁的判断，正确的是（ A ）
A．通电导体周围存在磁场 B．磁场是由磁感线组成的 C．互相摩擦的两个物体带同种电荷 D．摩擦起电实质是创造了电荷
_ _
B _
_ _
导体A、B之 间有电势差
当导体两端存在电势差时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作 用下发生定向移动，形成电流。
二：导体中产生持续电流的条件
电源
水势A
抽水机
A
连通器
B
水势B
水流
+ ++ + A+ ++ +
正极
1.能把电子从A搬运到B的装置。 2.作用:保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流。
课堂小结
本堂重点：1.理解奥斯特实验；2.安培定则的应用。 本堂难点： 探究通电螺线管外部磁场的分布特点和磁极与电流方向的关系。
(人教版)选修3-1物理：《电源和电流》ppt课件
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
2．恒定电流 (1)概念：大小、方向都__不__随__时__间__变__化__的电流。 (2)形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率__增__加___，自 由电荷与导体内不动的粒子碰撞，阻碍自由电荷定向移动，使 自由电荷速率__减__小__，最终表现为自由电荷__平__均__速__率__不变。 3．电流的微观表达式 I＝____n_q_S_v___。
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
恒定电场 1.定义 由电路中稳定分布的__电__荷___所产生的稳定电场。 2．形成 当电路达到稳定时，导线中的电场是由__电__源___、_导__线___ 等电路元件所积累的电荷共同形成的。 3．特点 任何位置的_电__场___强__度__都不随时间发生变化。
第二章
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
重点难点突破
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
一、对电流的理解 1．电流的形成条件 (1)产生电流的条件：导体两端有电压。 (2)形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。 2．电流的方向 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向 移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是 自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
人教版 ·物理 ·选修3-1
恒定电流 1.电流 (1)概念：电荷的_定__向__移__动___形成电流。 (2)物理意义：反映了电流的_强__弱____程度。 (3)符号及单位：用符号__Ⅰ____表示，单位是_安__培____，符 号为__A___。常用的电流单位还有__毫__安_ (mA)、___微__安_(μA)，换 算关系为：1A＝103mA＝106μA。 (4)表达式：_I_＝__qt______。 (5)电流的方向：规定__正__电__荷__定向移动的方向为电流的方 向，负电荷定向移动的方向为电流的___反__方__向___。
人教版 ·物理 ·选修3-1
2．恒定电流 (1)概念：大小、方向都__不__随__时__间__变__化__的电流。 (2)形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率__增__加___，自 由电荷与导体内不动的粒子碰撞，阻碍自由电荷定向移动，使 自由电荷速率__减__小__，最终表现为自由电荷__平__均__速__率__不变。 3．电流的微观表达式 I＝____n_q_S_v___。
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
恒定电场 1.定义 由电路中稳定分布的__电__荷___所产生的稳定电场。 2．形成 当电路达到稳定时，导线中的电场是由__电__源___、_导__线___ 等电路元件所积累的电荷共同形成的。 3．特点 任何位置的_电__场___强__度__都不随时间发生变化。
第二章
第二章
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重点难点突破
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
一、对电流的理解 1．电流的形成条件 (1)产生电流的条件：导体两端有电压。 (2)形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。 2．电流的方向 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向 移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是 自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
人教版 ·物理 ·选修3-1
恒定电流 1.电流 (1)概念：电荷的_定__向__移__动___形成电流。 (2)物理意义：反映了电流的_强__弱____程度。 (3)符号及单位：用符号__Ⅰ____表示，单位是_安__培____，符 号为__A___。常用的电流单位还有__毫__安_ (mA)、___微__安_(μA)，换 算关系为：1A＝103mA＝106μA。 (4)表达式：_I_＝__qt______。 (5)电流的方向：规定__正__电__荷__定向移动的方向为电流的方 向，负电荷定向移动的方向为电流的___反__方__向___。
人教版物理选修3-1课件：《电源和电流》ppt课件
人教版物理·选修3-1
第二章 恒定电流
二合一
第二章 恒定电流
第1页
人教版物理·选修3-1
二合一
电源和电流
课
课
堂
后
作
作
业
业
第二章·课时1
第2页
人教版物理·选修3-1
二合一
一、选择题(8×5′，共 40 分) 1．下列说法中正确的是( ) A．导体中只要电荷运动就形成电流 B．在国际单位制中，电流的单位是 A C．电流有方向，它是一个矢量 D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
B．3×10－13A
C．9.6×10－6A
D．无法确定
解析：I＝qt ＝6×1013×21.6×10－19A＝4.8×10－6A.
答案：A
第二章·课时1
第11页
人教版物理·选修3-1
二合一
6．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体 中产生恒定的电流( )
A．有可以自由移动的电荷 B．导体两端有电压 C．导体内存在电场 D．导体两端加有恒定的电压
第二章·课时1
第7页
人教版物理·选修3-1
二合一
解析：决定电流大小的是自由电子定向移动速率． 答案：D
第二章·课时1
第8页
人教版物理·选修3-1
二合一
4．以下说法中正确的是( ) A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流 B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作 用下形成的 C．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电 流越大 D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动 就消失了
第二章·课时1
第16页
人教版物理·选修3-1
解析：三种速率容易混淆，要注意区分． 答案：AD
第二章 恒定电流
二合一
第二章 恒定电流
第1页
人教版物理·选修3-1
二合一
电源和电流
课
课
堂
后
作
作
业
业
第二章·课时1
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二合一
一、选择题(8×5′，共 40 分) 1．下列说法中正确的是( ) A．导体中只要电荷运动就形成电流 B．在国际单位制中，电流的单位是 A C．电流有方向，它是一个矢量 D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
B．3×10－13A
C．9.6×10－6A
D．无法确定
解析：I＝qt ＝6×1013×21.6×10－19A＝4.8×10－6A.
答案：A
第二章·课时1
第11页
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二合一
6．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体 中产生恒定的电流( )
A．有可以自由移动的电荷 B．导体两端有电压 C．导体内存在电场 D．导体两端加有恒定的电压
第二章·课时1
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二合一
解析：决定电流大小的是自由电子定向移动速率． 答案：D
第二章·课时1
第8页
人教版物理·选修3-1
二合一
4．以下说法中正确的是( ) A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流 B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作 用下形成的 C．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电 流越大 D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动 就消失了
第二章·课时1
第16页
人教版物理·选修3-1
解析：三种速率容易混淆，要注意区分． 答案：AD
人教版高中物理选修3-1课件2.1电源和电流
池中的电流为
I=
������ ������
=
3.2 2
A=1.6
A。
答案:1.6 A
21
类型一
类型二
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
电流微观表达式的应用
【例 2】 (多选)横截面积为 S 的导线中通有电流 I。已知导线
ห้องสมุดไป่ตู้
每单位体积中有 n 个自由电子,每个自由电子的电荷量是 e,自由电
子定向移动的速率是 v,则在时间 Δt 内通过导线横截面的电子数是
15
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
(2)三种速率的比较:
比较项
电子定向移 动的速率
物理意义
大小 /(m·s-1)
金属导体内电子的定向移动形成电流,电流与电子 定向移动速率的关系为 I=neSv
1×10-5
电流的传 导速率
电流的传导速率等于光速。电路一接通,导线中以 光速 c 在各处形成电场,进而使自由电子发生定向 3×108 运动形成电流
20
类型一
类型二
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
触类旁通在例 1 中,如果在 2 s 内到达阳极的负离子和到达阴极的正
离子的电荷量都是 3.2 C,那么电解池中的电流又是多大?
解析:到达阴极的 3.2 C 的负离子,可理解为有 1.6 C 的负离子由
阴极到达阳极,同时又有 1.6 C 的正离子由阳极到达了阴极,故电解
()
A.nSvΔt B.nvΔt
C.
������������ ������
D.
������������ ������������
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流第1节电源和电流(22张ppt)(共23张PPT)
第二十三页，共二十三页。
流方向是相同的，此时(CǏ SHÍ)Q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值 之和。
例题(lìtí)1:某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子 和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截
面的电流强度是多大？
答案(dáàn)：
1.6A
第十五页，共二十三页。
例题 2 有一条横截面积S=1MM2的铜导线(DǍOXIÀN)，通过的电流I=1A。已
q
ne
ρvtS M
N Ae
由 Iq t
得 I ρvSN Ae M
从中解出
v
IM ρSN
Ae
代入数值后得 v =7.5 ×10-5 m/s
第十六页，共二十三页。
四、电流(DIÀNLIÚ)的微观表达式
推导(tuīdǎo)： 一段粗细均匀(jūnyún)的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷 定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内 的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。
第十页，共二十三页。
导线内的电场，是由电源、 导线等电路元件(yuánjiàn)所积累的电 荷共同形成的。尽管这些电荷也 在运动，但有的流走了，另外的 又来补充，所以电荷的分布是稳 定的，电场的分布也稳定。----
-恒定电场
第十一页，共二十三页。
恒定 电场 (HÉNGDÌNG)
由稳定 分布的电荷产 (wěndìng) 生稳定(wěndìng)的电场称为恒定 电场.
-
-
+ ++ + A+ + ++
A 抽水机
水池
___
_ _
B _
流方向是相同的，此时(CǏ SHÍ)Q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值 之和。
例题(lìtí)1:某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子 和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截
面的电流强度是多大？
答案(dáàn)：
1.6A
第十五页，共二十三页。
例题 2 有一条横截面积S=1MM2的铜导线(DǍOXIÀN)，通过的电流I=1A。已
q
ne
ρvtS M
N Ae
由 Iq t
得 I ρvSN Ae M
从中解出
v
IM ρSN
Ae
代入数值后得 v =7.5 ×10-5 m/s
第十六页，共二十三页。
四、电流(DIÀNLIÚ)的微观表达式
推导(tuīdǎo)： 一段粗细均匀(jūnyún)的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷 定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内 的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。
第十页，共二十三页。
导线内的电场，是由电源、 导线等电路元件(yuánjiàn)所积累的电 荷共同形成的。尽管这些电荷也 在运动，但有的流走了，另外的 又来补充，所以电荷的分布是稳 定的，电场的分布也稳定。----
-恒定电场
第十一页，共二十三页。
恒定 电场 (HÉNGDÌNG)
由稳定 分布的电荷产 (wěndìng) 生稳定(wěndìng)的电场称为恒定 电场.
-
-
+ ++ + A+ + ++
A 抽水机
水池
___
_ _
B _
人教版高中物理选修3-1 2.1 电源和电流 课件 (共29张PPT)
下列关于电源的说法正确的是( ) A．电源是将其他形式的能转化为电能的装置 B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电 荷，维持一定的电势差 C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电 荷形成的 D．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极 解析：在电源内部由非静电力做功(如洛伦兹力等后面将学到) 将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、 负极维持一定的电势差；同时将其他形式的能转化为电能， 故A、B、D正确．导线中的电场是由电源、导线等电路元件 所积累的电荷共同形成的，故C错． 答案：ABD
1．瞬时 电势差 电源 2．电源 导线 稳定 稳定 3．电荷 电场 同样4．大小、方向 5．q＝It
平行
知识解惑
一、电源 1．导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流 有A、B两个导体，分别带正、负电荷．如果在它们之间连接一 条导线R，如下图(a)所示，导线R中的自由电子便会在静电力的 作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减 弱，A、B之间的电势差很快就消失，两导体成为一个等势体， 达到静电平衡．如下图(b)所示
2．电源可使电路中保持持续电流 在上述情况中，导线R中的电流只是一个瞬时电流．倘若在 A、B之间连接一个装置P，它能源源不断地把经过导线R流 到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、 负电荷，这样，A、B周围空间(包括导线之中)始终存在一定 的电场，A、B之间便维持着一定的电势差．由于这个电势差， 导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定 向移动，使电路中保持持续的电流．如下图所示，能把电子从 A搬运到B的装置P就是电源．
2．恒定电场 导线与电源连通后，导线内部很快形成沿导线切线方向的电场， 这个电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的． 尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以 电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化．这种由稳 定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场． 由于在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，所以 它的基本性质与静电场相同．在静电场中所讲的电势、电势差及 其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用．
人教版高中物理选修3-1第2章第1节 电源和电流 ppt26张(共26张PPT)
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流
2.1 电源和电流
回顾：
1、电场的基本性质是什么？ 对放入其中的电荷有力的作用。 2、电场是怎样叠加的？（原则） 电场是矢量，遵循平行四边形定则。
思考：
1、电流是怎样形成的？ 电流是由电荷的定向移动而形成的。 2、电荷为什么能定向移动？ 电荷受到电场力的作用， 即有电势差
-
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
+ + + + A + + + ++ -
电源
P
-
-
正极
F
负极
1、从物理过程分析： 就是通过非静电力把 电子从正极搬到负极， 使电源两极间保持一 定的电势差。使电路 有持续的电流。
2、从能量的角度分析：就是电源把其它形式的 能转化为电能。
思考:
在有电源的电路中,导 线内部的电场又有何特点?
正负离子沿相反 方向运动,5s内通过液体横截面的电 量均为5.0C,则电解液中的电流强度 为多少?
例1：在电解液中,
例2、一段粗细均匀的导体长为l,两端 加一定的电压，自由电荷定向移动的 速率为v,设导体的横截面积为s，导体 每单位体积内的自由电荷数为n，每 个自由电荷量为q。求电流强度。
设想在导体中取两个横截面B和C，则在时 间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所 有自由电荷将通过截面C．
讨论总结： 要形成电流，必须满足什么条件？
1、要有自由电荷 2、要有电势差 3、形成通路
思考：
如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的 金属球，A、B之间是否有电势差？ 若用导线将两个球连接起来，导线中是否 有电流流过？
+ + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _
2.1 电源和电流
回顾：
1、电场的基本性质是什么？ 对放入其中的电荷有力的作用。 2、电场是怎样叠加的？（原则） 电场是矢量，遵循平行四边形定则。
思考：
1、电流是怎样形成的？ 电流是由电荷的定向移动而形成的。 2、电荷为什么能定向移动？ 电荷受到电场力的作用， 即有电势差
-
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
+ + + + A + + + ++ -
电源
P
-
-
正极
F
负极
1、从物理过程分析： 就是通过非静电力把 电子从正极搬到负极， 使电源两极间保持一 定的电势差。使电路 有持续的电流。
2、从能量的角度分析：就是电源把其它形式的 能转化为电能。
思考:
在有电源的电路中,导 线内部的电场又有何特点?
正负离子沿相反 方向运动,5s内通过液体横截面的电 量均为5.0C,则电解液中的电流强度 为多少?
例1：在电解液中,
例2、一段粗细均匀的导体长为l,两端 加一定的电压，自由电荷定向移动的 速率为v,设导体的横截面积为s，导体 每单位体积内的自由电荷数为n，每 个自由电荷量为q。求电流强度。
设想在导体中取两个横截面B和C，则在时 间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所 有自由电荷将通过截面C．
讨论总结： 要形成电流，必须满足什么条件？
1、要有自由电荷 2、要有电势差 3、形成通路
思考：
如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的 金属球，A、B之间是否有电势差？ 若用导线将两个球连接起来，导线中是否 有电流流过？
+ + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _
高中物理人教版选修3-1课件：2.1 电源和电流
-6-
1 电源和电流
填一填 练一练
首页
X 新知导学 D答疑解惑
INZHID检测
ANGTANGJIANCE
关于电流,以下说法正确的是( ) A.通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大 B.电路中的电流越大,通过的电荷量就越多 C.电流是表示通过导体横截面的电荷量多少的物理量 D.在一定时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
-10-
1 电源和电流
探究一 探究二
首页
X 新知导学 D答疑解惑
INZHIDAOXUE
AYIJIEHUO
D当堂检测
典例剖析
ANGTANGJIANCE
问题导引
名师精讲
2.电流的方向 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方 向与电流的方向相反。金属导体中自由移动的电荷是自由电子,电 流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
(4)定义式:I= 。
(5)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷 定向移动的方向为电流的反方向。
������ ������
-5-
1 电源和电流
填一填 练一练
首页
X 新知导学 D答疑解惑
INZHIDAOXUE
AYIJIEHUO
D当堂检测
ANGTANGJIANCE
2.恒定电流 (1)概念:大小、方向都不随时间变化的电流。 (2)形成:恒定电场使自由电荷定向移动速率增加,自由电荷与导体 内不动的粒子的碰撞,阻碍自由电荷定向移动,使自由电荷速率减 小,最终表现为自由电荷平均速率不变。 3.电流的微观表达式:I=nqSv,其中n表示导体单位体积内的自由电 荷数,q表示每个自由电荷的电荷量,S表示导体的横截面积,v表示导 体中的自由电荷定向移动速率。
人教版高中物理选修3-1 2.1电源和电流 公开课教学课件共23张PPT
在电源内部，将正极上的电子 搬运到负极，维持电势差不变
电源在搬运电荷的过程中，
负极不断地搬运到正极，从而保持两
极之间有稳定的电势差 B ．电源的作用就是将其他形式的能转
需要克服电场力做功，将其
他形式的能转化为电能．
化为电能
C ．只要电路中有电源，电路中就一定 有电流 D ．电源实质上也是一个用电器，也需
例3. 有一条横截面积 S =1 mm2 的铜导线 ，通过的电流 I = 1 A。已知铜的密度 = 8.9×103 kg/m3，铜的摩尔质量
M = 6.4×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA = 6.62 ×1023 mol-1 ，电子的电量 e = ─1.6×10-19 C。求铜导线
中自由电子定向移动的速率。
恒定电流
三、电流
（1）概念：电荷的定向移动形成电流。
（2）定义：通过导体横截面的电荷量 q 跟所用 的时间 t 的比值称为电流。定义式：I = q / t （3）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。 （4）单位：国际单位制中，安培，符号 A 常用单位：毫安（mA） 微安（ A ） 1A＝103mA＝106A （5）物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
通过横截面的电荷量是
q ne
v vt
vtS
M
NAe
q I 由 t
得 I
vSN A e
M
从中解出 v
IM SN A e
代入数值后得 ：v = 7.5 ×10-5 m/s。
五、注意几个速度问题
1、电流的传导速率等于电场的传播速率，即光速
c=3.0×108m/s。
（对整体而言）
注意：当正负电荷同时向相反的方向通过截面时，
电源在搬运电荷的过程中，
负极不断地搬运到正极，从而保持两
极之间有稳定的电势差 B ．电源的作用就是将其他形式的能转
需要克服电场力做功，将其
他形式的能转化为电能．
化为电能
C ．只要电路中有电源，电路中就一定 有电流 D ．电源实质上也是一个用电器，也需
例3. 有一条横截面积 S =1 mm2 的铜导线 ，通过的电流 I = 1 A。已知铜的密度 = 8.9×103 kg/m3，铜的摩尔质量
M = 6.4×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA = 6.62 ×1023 mol-1 ，电子的电量 e = ─1.6×10-19 C。求铜导线
中自由电子定向移动的速率。
恒定电流
三、电流
（1）概念：电荷的定向移动形成电流。
（2）定义：通过导体横截面的电荷量 q 跟所用 的时间 t 的比值称为电流。定义式：I = q / t （3）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。 （4）单位：国际单位制中，安培，符号 A 常用单位：毫安（mA） 微安（ A ） 1A＝103mA＝106A （5）物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
通过横截面的电荷量是
q ne
v vt
vtS
M
NAe
q I 由 t
得 I
vSN A e
M
从中解出 v
IM SN A e
代入数值后得 ：v = 7.5 ×10-5 m/s。
五、注意几个速度问题
1、电流的传导速率等于电场的传播速率，即光速
c=3.0×108m/s。
（对整体而言）
注意：当正负电荷同时向相反的方向通过截面时，
人教版高中物理选修3-1课件：(基础9)电流和电动势(共26张PPT)[优秀课件资料]
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横截面的自由电子数可表示为
．nvs Δt
例题讲解
例8 在稀CuSO4溶液中插入两碳棒极板，在两极板上加一定的电压，在10s内有 5×1018个Cu离子和相同数量的SO4根离子通过某截面，则碳棒中的电流强度为多大？
3.2C22C T
2r v
I q 0.32A t
1.61019
②内阻（r）:电源内部的电阻。
③容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A·h，mA·h.
No Image
例题讲解
例11 锌汞电池的电动势为1.2V，这表示（ ）BC A．电路中每经过1s电源把1.2J的化学能转变为电能 B．电路中电流为1A时，电池每经过1s电源把1.2J的化学能转变为电能 C．电路中每通过1C电荷量，电源将1.2J的化学能转变成电能 D．锌汞电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大
知识讲解
（6）电流分类： ①直流电：电流方向不随时间变化的电流 ②交流电：大小、方向随时间作周期变化的电流。
例题讲解
例1 下列关于电流的说法中正确的是 （ ）A A．导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的电势差 B．电流的方向就是电荷的定向运动方向 C．电流的方向不变的电流叫恒定电流 D．电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流
例题讲解
例9 有一横截面为S＝1mm2的铜导线，流经其中的电流为I=1A，已知铜的密度为 ρ=8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量为M＝ 6.4×10－2kg/mol，阿伏加得罗常数NA＝ 6.02×1023/mol，电子电量为e= -1.6×10－19C 。在这个问题中可认为每个铜原子贡献 一个电子，求铜导线中自由电子定向移动速率v。(3.73×10－5m/s)
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科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
课堂训练
5、某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018个二 价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面， 那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
(5.0 10 2 1.0 10 ) 1.6 10 I 1
18 19
19
A 3.2 A
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
E′
M
E
N
E0
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
E
M
导体内的电场线保持和导线平行
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第二章
恒定电流
导线内的电场，是由电源、 导线等电路元件所积累的电荷 共同形成的。尽管这些电荷也 在运动，但有的流走了，另外 的又来补充，所以电荷的分布 是稳定的，电场的分布也稳定。 -----恒定电场
思考题
如果认为电子的定向运动速率就是电流 的传导速率，和我们的生活经验是否相符？ 怎样解释？
电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
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第二章
恒定电流
3．决定电流大小的微观表达式
I
n
svN Ae
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第二章
恒定电流
3、有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流
I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔 质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C, 求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜 导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
M
M NA
I nesv
导体的横截面积为S．导体每单位体积内的自由电荷 数为n，每个电荷的电荷量为e，电荷的定向移动速 率为v 科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
课堂训练
4、关于电流的方向，下列叙述中正确的是（C ） A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向 移动的方向 B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子， 电流方向不能确定 C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷 定向移动的方向 D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向 相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
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第二章
恒定电流
课堂训练
1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量 为10C，则导体中的电流为________A ； 1 2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反 方向通过横截面的正负离子的电量均为10C， 则电解液中的电流为_______A ． 2
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第二章
恒定电流
恒定电场
电场强度不变 自由电子定向运动速率也不变 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流 科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
四、恒定电流
电流(I):表示电流的强弱程度. （1）定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电 量所用时间t的比值叫做电流
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第二章
恒定电流
3.如何使电荷持续定向移动？
A
B
水池 A
-
B
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第二章
恒定电流
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第二章
恒定电流
二、电源
能把自由电子从正极搬到负极的装置.
+ + + + A + + + + P _ _ _ _ B _ _ _ _ -
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恒定电流
课堂训练
6、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子 核距离为r的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电 子的电荷量为e，质量为m, 求电子绕核运动的 等效电流多大？
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第二章
恒定电流
解析： V vts
v v v
v v
m V svt
m svtN A n NA M M
ne svN I t M
IM 5 m v 7.5 10 s svN Ae
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第二章
恒定电流
恒定电流
三、恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
Ft
F Fn
N
M
E0
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
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第二章
Ft F Fn
恒定电流
三、恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
N
M N
E0
E0
+ + + + A + + + + P
I
v
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第二章
恒定电流
思考：电荷的热运动能形成电流吗？
电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
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第二章
恒定电流
2.如何使电荷定向移动？
_ _ _ _ B _ _ _ _
+ + + + A + + ++
A 等势体
B
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势 体，达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流
（2）公式:I= q / t
（3）单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） （4）方向:正电荷定向移动的方向，但电流是 标量，它的运算不遵循平行四边形定则．
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第二章
恒定电流
注意 （1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
（2）在电解液中，电流方向与正离子定向移动 方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电 时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流， 电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值 之和。 I
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第二章
恒定电流
2.1 电源和电流
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第二章
恒定电流
电闪雷鸣时,强大的电流使天空发 出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬 间,而手电筒中的小灯泡却能持续发 光,这是为什么?
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第二章
恒定电流
一、电流的形成
1．电流：电荷的定向移动形成电流．
-
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第二章
恒定电流
形成电流的条件：
（1）存在自由电荷
金属导体——自由电子 电解液——正、负离子
（2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导 体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形 成电流．
你了解我吗？
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第二章
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第二章
恒定电流
课堂训练
5、某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018个二 价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面， 那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
(5.0 10 2 1.0 10 ) 1.6 10 I 1
18 19
19
A 3.2 A
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
E′
M
E
N
E0
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
E
M
导体内的电场线保持和导线平行
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第二章
恒定电流
导线内的电场，是由电源、 导线等电路元件所积累的电荷 共同形成的。尽管这些电荷也 在运动，但有的流走了，另外 的又来补充，所以电荷的分布 是稳定的，电场的分布也稳定。 -----恒定电场
思考题
如果认为电子的定向运动速率就是电流 的传导速率，和我们的生活经验是否相符？ 怎样解释？
电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
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第二章
恒定电流
3．决定电流大小的微观表达式
I
n
svN Ae
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第二章
恒定电流
3、有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流
I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔 质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C, 求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜 导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
M
M NA
I nesv
导体的横截面积为S．导体每单位体积内的自由电荷 数为n，每个电荷的电荷量为e，电荷的定向移动速 率为v 科学是如此迷人
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恒定电流
课堂训练
4、关于电流的方向，下列叙述中正确的是（C ） A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向 移动的方向 B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子， 电流方向不能确定 C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷 定向移动的方向 D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向 相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
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第二章
恒定电流
课堂训练
1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量 为10C，则导体中的电流为________A ； 1 2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反 方向通过横截面的正负离子的电量均为10C， 则电解液中的电流为_______A ． 2
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恒定电流
恒定电场
电场强度不变 自由电子定向运动速率也不变 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流 科学是如此迷人
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恒定电流
四、恒定电流
电流(I):表示电流的强弱程度. （1）定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电 量所用时间t的比值叫做电流
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恒定电流
3.如何使电荷持续定向移动？
A
B
水池 A
-
B
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高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
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恒定电流
二、电源
能把自由电子从正极搬到负极的装置.
+ + + + A + + + + P _ _ _ _ B _ _ _ _ -
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恒定电流
课堂训练
6、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子 核距离为r的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电 子的电荷量为e，质量为m, 求电子绕核运动的 等效电流多大？
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恒定电流
解析： V vts
v v v
v v
m V svt
m svtN A n NA M M
ne svN I t M
IM 5 m v 7.5 10 s svN Ae
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恒定电流
恒定电流
三、恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
Ft
F Fn
N
M
E0
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
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Ft F Fn
恒定电流
三、恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
N
M N
E0
E0
+ + + + A + + + + P
I
v
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恒定电流
思考：电荷的热运动能形成电流吗？
电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
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恒定电流
2.如何使电荷定向移动？
_ _ _ _ B _ _ _ _
+ + + + A + + ++
A 等势体
B
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势 体，达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流
（2）公式:I= q / t
（3）单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） （4）方向:正电荷定向移动的方向，但电流是 标量，它的运算不遵循平行四边形定则．
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恒定电流
注意 （1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
（2）在电解液中，电流方向与正离子定向移动 方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电 时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流， 电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值 之和。 I
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恒定电流
2.1 电源和电流
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恒定电流
电闪雷鸣时,强大的电流使天空发 出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬 间,而手电筒中的小灯泡却能持续发 光,这是为什么?
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恒定电流
一、电流的形成
1．电流：电荷的定向移动形成电流．
-
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恒定电流
形成电流的条件：
（1）存在自由电荷
金属导体——自由电子 电解液——正、负离子
（2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导 体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形 成电流．
你了解我吗？
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