2.1电源和电流—人教版高中物理选修3-1课件(共21张PPT)

电子运动形成的等效电流大小为 多少？
得 T＝2eπr mkr.② 由①②解得：I＝2πer22m kmr.
答案： I＝2πer22m kmr
5.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
I
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
_ __
__
B _
__
P
-
Ft
N
ຫໍສະໝຸດ Baidu
F
FMn
E0
Ft
N
F
Fn M
E0
N E0
EM′
E0
N
M E
1.导体内的电场线保持和导线平行
导线内很快形成沿 导线方向的电场
2.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。
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？
第二章 恒定电流
2.1电 源 和 电 流
思考： 为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能 存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光？
问题一
电流：电荷的定向移动形成了电流 -
+ +
+
+ A +
+ ++
_ __
_ B _
_ __
A
用导线连接两个分别 -
带正负电荷的导体，
B 导体中有没有电流？ 如有，能否持续？
子.
v
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V vts m V svt
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7.5 10 5
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课后作业
课后习题（做在课本上） 同步练习
谢谢聆听！！
恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
问题五：电流既有方向也有强弱。怎样描述电流的强弱程度？
引入目的：反映电流的强弱程度。
探究总结：
四、电流
1、大小： I
q
t
2、矢量性：标量
电流方向:正电荷定向移动 的方向。 3、单位：安培（A）
1A 10 3 mA 10 6 μA
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 截面的正或负离子电量绝对值之和。
（2）导体两端存在电压 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持 续的电流．
【牛刀小试】
关于电源以下说法正确的是( )
A．电源的作用是在电源内部把电子由 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 化为电能
C．只要电路中有电源，电路中就一定 有电流
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
一、电源
1．电源的定义
电源是不断把 负电荷 从正极搬运到负极从而维持正负极之间一定电
势差的装置．
2．电源的作用 电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的 电路中有持续电流． 电源在内部能把 电子 从正极A搬运到负极B，如图所示
电势差， 从 而 保 持
3.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
4、测量方法：电流表等。
【牛刀小试】
解析：截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周
已知电子的电荷量为e，质量为m. 的时间 T 内，通过这个横截面的电荷量 q＝e，则有：
氢原子的电子在核的静电力吸引 下做半径为r的匀速圆周运动，则
I＝qt ＝Te .① 再由库仑力提供向心力，有：kre22＝m4Tπ22·r.
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为 恒定电场。
- --
+++ +A+- +++
P
__ _
_ B _
_ __
-
三、恒定电流
问题四 在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从 而形成电流，恒定电场中的电流有何特点呢？
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。
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
+-
+ ++
v
S
C
I Q t
Q qn.V
V vts
I Q vtSnq nqSv
t
t
【牛刀小试】
一截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密
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
A
抽水机
B
水池
措施：可将B中的水用抽水机抽到A 中，保持水池A、B的水面有一定的 高度差。
问题三
如果在A、B之间接上一个装置P，
它能把经过导线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，情况会 怎样呢？
-
R
-
+++
A+ +-
+++
P
___
_ B _
___
-
能保持导体两端的电势 差(电压),使电路有持续 的电流。