《电源和电流》PPT课件1

人教版高中物理选修3-1 2.1电源和电流(共16张PPT)
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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 。
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2.对于这种能力，人们普遍存在一种 疑问， 即为什 么只有 一部分 人会发 生联觉 现象。 一些人 用基因 来解释 这个问 题。有 研究者 已经注 意到， 如果一 个家族 中有一 人具有 联觉能 力，那 么很可 能会出 现更多 这样的 人。
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3.科学研究指出，联觉现象大多出现 在数学 较差的 人身上 ，此外 ，左撇 子、方 向感较 差以及 有过预 知经历 的人也 通常会 出现联 觉现象 。也有 人认为 ，联觉 能力与 一个人 的创造 力有关 ，许多 著名的 科学家 和艺术 家都具 备联觉 能力。
1、定义
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。
2、性质：在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电 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。
注意： （1）恒定电场中，导线内场强方向平行于导线， 场强≠0。
A
抽水机
B
水池
抽水机把低水位的水送 到高水位去，保持了两侧液 面高度差，容器中形成了持 续的循环水流。
+ ++ + A+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
电源P把跑到A的电子再搬 回B，保持了AB之间的电势差， 电路中形成了持续的电流。
2、电源 （1）能不断把自由电子从正极搬到 负极的装置。
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？
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1.汉字的亦文亦图性质，导致它的表 意功能 和美学 功能无 法截然 分开。 汉字一 直保持 着对称 平衡的 形态， 与其最 初扮演 的“饰 ”的角 色有相 当关系 。如果 没有在 青铜器 上度过 自己的 童年， 中国的 书法艺 术很可 能跳不 出美术 字的窠 臼，无 从获得 那种自 由奔放 的生命 感和力 量感。
例4、在金属导体中，若10s内通过横截面的电荷量 为10C，则导体中的电流为 I = 1 A；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、负离子的电荷量均为10C，则电解液中的电 流为 I = 2 A。
电解液导电时电流的计算：
通过每个截面的正负电荷电量绝对值之 和是相等的，但是在不同的截面上正负 电荷的分配比例不同。
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6.方言俗称地方话，是语言的变体， 只通行 于一定 的地域 ，它不 是独立 于民族 语之外 的另一 种语言 ，而只 是局部 地区使 用的语 言。根 据性质 ，方言 可分地 域方言 和社会 方言， 地域方 言是语 言因地 域方面 的差别 而形成 的变体 ，是全 民语言 的不同 地域上 的分支 ，是语 言发展 不平衡 性在地 域上的 反映。
例2、原子中的电子绕核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的圆轨道上绕核运 动，电子的电荷量为e，等效电流多大？
电流方向呢？ 与电子绕行方向相反
例3、在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放 出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为 零，经加速后形成横截面积S、电流为I的电子束。 已知电子的电量为e，质量为m，则在刚射出加速电 场时，一小段长为∆l的电子束内的电子数是多少？
v
I neS
M
I N AeS
IM
SN Ae
7.5105 m/s
自由电子定向移动的速度极小，为何一开开关， 灯马上能亮呢？
自由电子定向移动速率≠形成电流速率
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第二章 恒定电流
§2、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。
5、电流的微观表达式的推导 n为单位体积的自由电荷数，q是每个自由电
荷所带的电荷量，S为导体横截面积，v为自由电 荷定向移动速率
AD导体中的自由电荷总数： N nlS
总电荷量 Q Nq nlSq
所有这些电荷都通过截面D所需要的时间 t l v
所以导体AD中的电流： I Q nlSq nqSv t l/v
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4.联觉现象对于人类认知和意识行为 的研究 ，具有 特殊意 义。许 多专家 指出， 联觉现 象的研 究为找 到比喻 和语言 能力的 神经学 基础打 开了大 门。一 些针对 联觉现 象的研 究提出 ，使声 音和物 体形状 之间建 立联系 的能力 可以成 为语言 和抽象 思维发 展的一 粒种子 。
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5.真理总是越辩越明。曾几何时，方 言的存 废问题 ，曾经 引起激 烈争议 ，但争 论至今 ，越来 越多的 人逐渐 达成共 识：推 广普通 话很重 要，保 护方言 也很重 要，二 者并不 是非此 即彼的 关系。
恒定电场不是静电场，此处与静电屏蔽相区别。
（2）接通电源后，导体内恒定电场以光速建立， 这是自由电荷在导体中定向移动的原因。
三、恒定电流
恒定电场 处处场强恒定 自由电子定向运动的平均速率不变 （电子在恒定电场中加速、碰撞、减速、…） 串联一个电流表，读数不会变 恒定电流
三、恒定电流
1、定义：大小和方向都不随时间变化的电流
由此可知 修3-1 2 . 1电源 和电流 (共16 张PPT)
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v。可认为铜导线 中平均每个铜原子贡献一个自由电子。
2、方向: 与正电荷定向移动方向相同 与负电荷定向移动方向相反
标量
3、大小： I q t
q ：时间 t 内通过导体横截面的电荷量
4、单位：安培（A） 1A=1C/s 国际单位制中的基本物理量I、基本单位A。
常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 1A = 103mA = 106μA
例1、一条导线中的电流为1.6A，在1s内通过这条 导线某一横截面的电子有多少个？
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7.社会方言是同一地域的社会成员因 为所在 职业、 阶层、 年龄、 性别、 文化教 养等方 面的社 会差异 而形成 不同的 社会变 体。
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8.语言最本质的功能，是作为人们交 际的工 具。英 国作家 塞缪尔·约翰逊 说过：“ 语言是 思想的 外衣。 ”除了 交际工 具，语 言同时 也是文 化的载 体。在 岁月与 文明的 浸泡下 ，方言 承载着 浓郁的 地方文 化特色 ，能够 满足本 地区社 会交际 的需要 。
辨析三个速率： （1）形成电流的速率（电流的传导速率、建立电 场的速率）：等于光速，数量级为108 m/s
（2）无规则热运动的速率：与温度有关，常温下 电子热运动速率的数量级约为105 m/s
（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。
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（2）作用：
保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续 的电流。
从能量转化角度看，电源搬运电荷的过程是非静 电力做功的过程，将其他形式能量转化为电能。
二、恒定电场
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。