物理：2.1《电源和电流》课件(新人教版选修3-1)(1)
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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。
高中物理选修3-1课件(人教版)：2.1+电源和电流(共69张PPT)
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/267/26/2021
• 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年7月26日星期一2021/7/262021/7/262021/7/26
的能转化为电势能的装置。 (3)电源内部也是由导体组成的,所以也有电阻,这个电阻叫电
源的⑩内阻。 ①大小 ②方向 ③强弱 ④ ⑤安培 ⑥mA ⑦μA ⑧电势差 ⑨非静电力 ⑩内阻
1.电源在电路中的作用是什么?
解答:电源的作用就是移送电荷,保持导线两端的电势差。
2.恒定电流有什么特点?
解答:电流的大小、方向都不随时间变化。
(2)在电解质的水溶液中通入电流,两电极上会产生一些化学变 化。这种利用电流使物质产生化学变化的现象,我们称为电流的化学 效应,亦即将电能转换成化学能的效应。例如电解、电镀等都是电流 化学效应的应用。
知识链接:金属中自由电子热运动的速率数量级为 105 m/s,电场 的传播速率数量级为 108 m/s,形成电流时电子定向运动的平均速率 数量级为 10-5 m/s。
【答案】D 【点评】自由电荷有两类运动,一类是杂乱无章的热运动,另一 类是定向运动,只有定向运动才能形成电流。
3.下列关于电流方向的说法中,不．正．确．的是( )。
A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向 B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向 C.在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
放电电流是瞬间的,所以闪光只能存在一瞬间;而手电筒中有电源,
电源能源源不断地把流到正极的电子搬运到负极,使正、负极之间始
高中物理 2-1电源和电流1课件 新人教版选修3-1
电流为0.4A左右；屏幕为29 吋, 电源的工作电流为 1A左右。
d、50Hz的日常照明电流，人能感触到的触电电流为 1mA，能够自行摆脱电源的触电电流为 10mA，触电 电流达到50mA以上，将引起心室颤动，人处于麻痹 状态。因此，国际电工委员会规定的安全电流（摆 脱电流）为10mA。
1、电源：能把自由电子从正极搬运到负极的装置. 作用：提供持续的电压 2、恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场 称为恒定电场.
3、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流.
（1）定义式： （2）微观表达式：I
V 为电荷定向移动速率
neSv
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积，
q 为每个自由电荷的电量
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？
二个速率
电子定向移动的速率约 10-5 m/s 电场的传播速率 3×10 8 m/s
你 知 道 吗?
a、手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。 b、电子手表工作时，液晶显示屏的电流为
0.2μA左右。
c、彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源的工作
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
④标量，它的运算不遵循平行四边形定则
例2、3
五、电流的微观表达式
Sl
nSl
nSle
是
neSv
②④⑤⑥
neSv
例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.
d、50Hz的日常照明电流，人能感触到的触电电流为 1mA，能够自行摆脱电源的触电电流为 10mA，触电 电流达到50mA以上，将引起心室颤动，人处于麻痹 状态。因此，国际电工委员会规定的安全电流（摆 脱电流）为10mA。
1、电源：能把自由电子从正极搬运到负极的装置. 作用：提供持续的电压 2、恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场 称为恒定电场.
3、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流.
（1）定义式： （2）微观表达式：I
V 为电荷定向移动速率
neSv
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积，
q 为每个自由电荷的电量
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？
二个速率
电子定向移动的速率约 10-5 m/s 电场的传播速率 3×10 8 m/s
你 知 道 吗?
a、手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。 b、电子手表工作时，液晶显示屏的电流为
0.2μA左右。
c、彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源的工作
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
④标量，它的运算不遵循平行四边形定则
例2、3
五、电流的微观表达式
Sl
nSl
nSle
是
neSv
②④⑤⑥
neSv
例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.
物理：2.1《电源和电流》课件(新人教版选修3-1)
课堂训练
5、氢原子的核外只有一个电子，设 氢原子的核外只有一个电子， 电子在离原子核距离为R的圆轨道 上做匀速圆周运动。 上做匀速圆周运动。已知电子的电 荷量为e，运动速率为v，求电子绕 核运动的等效电流多大？ 核运动的等效电流多大？
q ev I= = t 2πR
小结:
1、形成电流的条件： 形成电流的条件： 存在自由电荷（ （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 电源的作用： 2、电源的作用：提供持续的电压 导线中的电场: 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平 .(恒定电场 恒定电场) 行.(恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 电流:表示电流的强弱程度的物理量. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式 I = nqsv
3．决定 电流大小 的微观量
已知： 为单位体积内的自由电荷的个数 内的自由电荷的个数， 已知：n为单位体积内的自由电荷的个数，S 为导线的横截面积， 为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移 动速率 . 在时间t内通过导体某截面的电量为: 在时间t内通过导体某截面的电量为: Q=(VtS)nq 所形成的电流为: 所形成的电流为: I=Q/t=nqSV
v
s
v
IM v= ρ SN Ae
= 7.5×10 m/ s
vt
−5
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， 是电流的传导速率，和我们的生活 经验是否相符？怎样解释？ 经验是否相符？怎样解释？ 电子定向移动的速率约10 m/s， 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 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3 电场的传播速率3×10 8 m/s.
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
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
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
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 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 2.1电源和电流课件(共19张PPT)
如何使连通管内有持续的水流？
水势A
A
连通器
B
水势B
水流
水势A
抽水机
A
B
连通器
水势B
பைடு நூலகம்水流
好比如连通器的水流也是瞬时。
抽水机能保持连通器两端的高度差,使路中有持续的水流。
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三.恒定电流
由于恒定电场的作用,导体中自由电 荷定向运动的速率增加;而在运动过程 中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速, 因此自由电荷定向运动的平均速率不随 时间变化.如果我们在这个电路中串联 一个电流表,电流表的读数保持恒定.
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。
+ ++ + A+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
由稳定分布的电荷产生稳定的电场
称为恒定电场.
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水势A
A
连通器
B
水势B
水流
水势A
抽水机
A
B
连通器
水势B
பைடு நூலகம்水流
好比如连通器的水流也是瞬时。
抽水机能保持连通器两端的高度差,使路中有持续的水流。
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三.恒定电流
由于恒定电场的作用,导体中自由电 荷定向运动的速率增加;而在运动过程 中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速, 因此自由电荷定向运动的平均速率不随 时间变化.如果我们在这个电路中串联 一个电流表,电流表的读数保持恒定.
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。
+ ++ + A+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
由稳定分布的电荷产生稳定的电场
称为恒定电场.
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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2.1《电源和电流》ppt
解析：由电流定义知 I＝qt ，A 正确，B 错误。由电流的微 观表达式 I＝nSqv 知，I、n、q 均相等，因为 SA<SB，所以 vA>vB， 故 C 错误，D 正确。
易错案例剖析
• 易错点：在电解液导电时，忽视正、负离子 反向移动对电流的贡献而导致错解
• 案例：如图所示的电解液接入电路后，在t时 间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有 n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元 电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法 中，正确的是( )
• (2)形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率 _______，减小自由电荷与导体内不平动均的速粒率子碰
撞，阻碍自由电荷定向移动，使自由电荷速 率____n_qS_v，最终表现为自由电荷 __________不变。
• 3．电流的微观表达式
• I＝__________。
重点难点突破
• 一、对电流的理解
3．电流的大小 (1)I＝qt 是电流的定义式，I＝nqSv 是电流的决定式，故电 流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关。 (2)q＝It 是求电荷量的重要公式，而公式 I＝qt 求出的是电 流在时间 t 内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等。 (3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、 负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用 I＝qt 时，q 为 正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
__________的装置。
• 2．电源的作用
电势差
• (1)维持电路的两持端续有一定的__________。
• (2)使电路中保持________电流。
• 恒定电场
• 1.定义
• 由电路中稳定分布的电荷_______所产生的稳定
人教版高中物理选修3-1课件：2.1电源和电流 (共40张PPT)
知识导航
1、电源
2、恒定电场 ห้องสมุดไป่ตู้、恒定电流
1、电源
电源在我们日常生活中有着广泛的用 途，那你是否知道它的构成及工作原理？
这是我们最常用 的干电池，你知道他 是如何工作的吗？
下面我们具体介绍一下： R - B -
A B
+ + A + + +
导体中自由电子 的定向运动使两 个带电体成为等 势体。
上图解析 A、B分别为带正负电荷导体，它们周围存 在着电场。用一条导线R将它们连接起来，如图 中，导线R中的自由电子便会在静电力的作用下 定向运动，B失电子，A得电子，周围电场迅速 减弱，A、B间的电势差很快消失，两个导体成 为等势体，达到静电平衡。在这种情况下，导 线R中的电流只是瞬时的。
+
A
B
-
-
B.当n1> n2时，电流方向从A ( n1 n2 )e + 指向B,电流强度 I t - + C.当n1< n2时，电流方向从B指 ( n1 n2 )e 向A，电流强度 I 。 t ( n1 n2 )e D.电流方向从A指向B，电流强度 I 。 t
A. (kl) (e2 nS) C. (k ) (e2 nlS)
B.
(kS ) (e nl)
2
D. (kS) (e nl)
提示
运用以下两个公式求解。
U R I
I nqsv
3.如右图所示的电解池接入电路后，在t 秒内，有n1个1价正离子通过溶液内截面s， 有n2个1价负离子通过溶液内截面s，设e为元 电荷，以下说法正确的是（ D ）。 A.当n1= n2时电流强度为零；
★ 理解电流的微观表达式，并从微观角 度分析导体中电荷的定向移动与电流之间 的关系。
高中物理 电源和电流课件 新人教版选修31
为___2__A__．
第十五页，共20页。
2.关于电流的方向，下列(xiàliè)叙述中正确的C是（
）
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移动的正离子和负离子，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
第三页，共20页。
用导线(dǎoxiàn)R连接两个分别带正负电荷的导体，导线 (dǎoxiàn)中有没有电流通过？为什么？如果有，这个电流能 持续下去吗？-
+ ++ + A+ + ++
__ _
__
B _
__
A得到电子，B失去电子，周围 电场迅速(xùn sù)减弱.
A
B
等势体 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(zhōnɡ huì)产 生一个瞬时电流。
荷定向移动的方向相同
第十六页，共20页。
3．关于电流，下列说法中正确的是（
）C
A．通过(tōngguò)导线横截面的电荷量越多，电流越大
B．电子运动的速率越大，电流越大
C．单位时间内通过(tōngguò)导体横截面的电荷量越多，向，所以电流是矢量
第十七页，共20页。
一、电源 (diànyuán)
1.能把自由电子从正极(zhèngjí)搬运到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路(diànlù)有持续
的电流.
+ ++ + A+ + ++
第十五页，共20页。
2.关于电流的方向，下列(xiàliè)叙述中正确的C是（
）
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移动的正离子和负离子，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
第三页，共20页。
用导线(dǎoxiàn)R连接两个分别带正负电荷的导体，导线 (dǎoxiàn)中有没有电流通过？为什么？如果有，这个电流能 持续下去吗？-
+ ++ + A+ + ++
__ _
__
B _
__
A得到电子，B失去电子，周围 电场迅速(xùn sù)减弱.
A
B
等势体 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(zhōnɡ huì)产 生一个瞬时电流。
荷定向移动的方向相同
第十六页，共20页。
3．关于电流，下列说法中正确的是（
）C
A．通过(tōngguò)导线横截面的电荷量越多，电流越大
B．电子运动的速率越大，电流越大
C．单位时间内通过(tōngguò)导体横截面的电荷量越多，向，所以电流是矢量
第十七页，共20页。
一、电源 (diànyuán)
1.能把自由电子从正极(zhèngjí)搬运到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路(diànlù)有持续
的电流.
+ ++ + A+ + ++
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；
/info-25778/ 文坛救世主
stz08qus
是在‘割虎皮被子’啊，尽是说一些没有可能的事情！你们耿伯伯要是知道自己的老家在哪里，还会把你们兄妹三个认成了他自己的娃儿们， 还会一直住在咱们家吗？”听爹这么一说，尚武反而显得万分不舍了，有些难过地说：“我可不想让耿伯伯走，我要他永远住在咱们家里！” 李妻却幽忧地说：“唉，也不知道他除了已经没了的三个娃儿之外，家里可还有些什么人。倘若家里还有妻子儿女，这天各一方不得团圆，可 怜了啊！”李长善重重地叹了一口气，说：“唉，这是没有法子的事情啊！看来，这个耿大哥也只能认命了！”李妻探头望望依然还在院子南 面认真做拐杖的耿老爹，说：“你们看，他尽管忘记了那么多既往的事情，但眼下在咱们家里过得还满安逸呢！我只是当心，他哪一天忽然提 出来要带‘他的三个娃儿’再出去创业可怎么办啊？”李长善却说：“这倒好办，就说‘他们父子四人’在咱们家白住了这么多年，他们不能 一走了之不就得了！”尚文也说：“爹说得对！我相信，只要爹和娘这么说了，耿伯伯他自然就不会再坚持带我们走的。他是一个很知道感恩 的人呢！”尚武心疼地轻轻说：“唉，我那可怜的‘爹’啊！”李长善看看该吩咐的都吩咐完了，就对三个娃儿说：“你们都去打个盹儿吧， 起晌了还得下地干活儿呢！唉，我这腰腿啊，什么时候才能好呢！”又怜爱地摸摸小儿子的头，说：“武儿，你去告诉“爹”一声，叫他也去 歇息一会儿。拐杖不着急，以后慢慢做吧！”71第七十一回 辛苦经营喜成功|（兄妹三人忙不转，雇佣邻人做帮工；没日没夜苦经营，“南北 小饭庄”利润丰。）随着来“南北小饭庄”吃饭买饭的人越来越多，尽管净收入也在翻着倍儿增长，但耿正兄妹三人却实在是有些忙不过来了。 他们已经把所有的闲暇时间几乎全都用在了包饺子上，并且每日里都是起早睡晚的，但浓香四溢的大水饺还是每每供不应求。此外，推猫耳朵 也成了一个很大的负担。于是，兄妹三人商议，必须得聘请几个会干活儿，也能够帮得上忙的人了。聘请谁呢？兄妹三人有点儿犯难了。那日 中午送走最后一名来吃饭的客人后，兄妹三人开始自己拾掇着吃午饭了。当他们有些疲惫地各自端起饭碗时，耿正又提起雇佣帮工的事情来。 耿直对姐姐说：“姐，咱哥说得对，必须得雇几个人了。再这么下去，咱们就是累死了，也没有用啊！”耿正说：“不光是累死了也没有用！ 更重要的是，如果客人们觉得咱们不能满足他们的要求，以后就不会再那么踊跃地来吃饭和买饭了！”耿英放下饭碗认真想一想，说：“我有 主意了！咱们只要聘请几个能在每天的固定时间段儿来咱们饭店的作坊里做帮工的人就行了，比如说，帮咱包饺子和推猫耳朵。这些活计很容 易学会的，只是做起来比较费时间罢了。”略一
q= It
国际单位 安培(A)
常用单位 毫安（mA）、微安（μA） 1A=1C/s 1C=1A· s
方向:正电荷定向移动的方向
电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则．
课堂训练
1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量
1A 为10C，则导体中的电流为________A ；
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 铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.）
v
s
v
IM v SN Ae
7.5 10 m / s
vt
5
问题:
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.
小结
电流的形成 电源的作用 导体中的电场-------恒定电场
课堂训练
1、关于电流的方向，下列叙述中正确的是 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
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
+ + + + A + + + +
+
_ _ _ _ B _ _ _ _ P -
-
问题: 在有电源的电路中,导线内部的电场又 有何特点?
导线内的电场，是 由电源、导线 等电路 元件所积累的电荷共 在有电源的电路中， + + + 同形成的。尽管这些 + A + 导线内的电场强度不为零， + 电荷也在运动，但有 + + 是恒定电场 的流走了，另外的又 来补充，所以电荷的 分布是稳定的，电场 A 的分布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，运动速率为v，求电子绕 核运动的等效电流多大？
q ev I t 2R
拓展:
电源P把电子从A搬运到B的过 程中,电子的电势能如何变化? 从能量的角度看发挥了怎么样 的作用？
_ _ _ _ B _ _ _ _ P -
-
抽水机
B
水池
三、恒定电场
由稳定分布的电荷产生 稳定的电场称为恒定电场.
恒定电场 电场强度不变
自由电荷定向运动的平均速率不变 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
四.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(I):表示电流的强弱程度.
第二章 恒定电流
2.1 电源和电流
一、电流的形成
电荷的定向移动形成电流． 1．电流：
-
注意： 电荷的热 运动，从 宏观上看， 不能形成 电流。
2.导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差
+ + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _ -
A
B
等势体
A
抽水机
B
水池
二.电源
1. 能把“自由电子”从正极搬到负极的装置. 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电 路有持续的电流.