2.1电源和电流—人教版高中物理选修3-1课件(共21张PPT)
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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。
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+ ++ + A+ + ++
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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。
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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 ．
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已知：n为单位体积内的自由电荷的个
大小方向都不随时间变化的电流 称为恒定电流
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三.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.
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
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例：一条导线中电流为1.6A，在1s内通过这条导线 某一横截面的电子有多少个？
解：根据电流公式：q=It 而q 电子数目乘以电子电量 ne 联立求解得：n=1019个
作用：保持导体两端的电势差(电压) 使导体中有持续的电流.
3、类型：
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。
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。
注意：电流是标量
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已知：n为单位体积内的自由电荷的个
大小方向都不随时间变化的电流 称为恒定电流
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三.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.
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
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例：一条导线中电流为1.6A，在1s内通过这条导线 某一横截面的电子有多少个？
解：根据电流公式：q=It 而q 电子数目乘以电子电量 ne 联立求解得：n=1019个
作用：保持导体两端的电势差(电压) 使导体中有持续的电流.
3、类型：
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。
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。
注意：电流是标量
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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+ + ++
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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
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B
C
4、电流为多少？ nstq
I Q vtSnq nqSv
t
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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
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P
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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
第二章 1 电源和电流—人教版高中物理选修3-1讲义
1电源和电流一、电源1.产生电流的条件：导体两端存在电压.形成持续电流条件：导体两端存在持续电压.2.电源(1)定义：能把电子从正极搬运到负极的装置.(2)作用：维持电路两端有一定的电势差；使闭合电路中保持持续的电流.3.恒定电场(1)恒定电场：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.这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场.(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化.二、电流表达式I＝qt及电流的方向1.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流.2.电流定义式：I＝qt或q＝It，其中：q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量.3.单位：安培，简称安，符号A，常用的单位还有毫安(mA)、微安(μA)，1 A＝103 mA,1 A＝106μA.4.物理意义：反映了电流的强弱程度.5.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方向相反.6.电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，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.7.电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则.三、电流的微观表达式1.电流的微观表达式：I＝nqvS.式中n为导体中单位体积内的自由电荷数、q为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动速率，S为导体的横截面积.2.三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式I＝neSv中的v，大小约为10－5 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流.(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流.1如图所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截面S的正离子数是n 1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是()A.当n1＝n2时电流强度为零B.当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝n1－n2etC.当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝n2－n1etD.溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝n1＋n2et2铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.IneS C.ρIneSm D.mIneSρ3一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()A.qvB.qv C.qvS D.qvS4一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为()A.nvStB.nvtC.Itq D.ItSq5导线中的电流是1 A，导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 m，平均要多少时间？1 电源和电流 1 答案 D解析 正离子定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向；有正、负离子反向经过同一截面时，公式I ＝q t 中的q 应是正、负离子电荷量绝对值之和，故I ＝n 1＋n 2e t，电流方向由A 指向B ，与正、负离子的数量无关，A 、B 、C 错误，D 正确.2 答案 D解析 设电子定向移动的速率为v ，那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt ·S 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtS ρm ，自由电子数为vtSρn m ，所以电荷量q ＝vtSρne m ，由I ＝q t ＝vSρne m 得v ＝Im neSρ，故A 、B 、C 错，D 对.3 答案 A解析 t s 内棒通过的长度l ＝vt ，总电荷量Q ＝ql ＝qvt . 由I ＝Q t ＝qvt t ＝qv ，故选项A 正确.4 答案 AC解析 在t 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It ，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为N ＝It q ，故C 正确，D 错误；把I ＝nqSv 代入N ＝It q 可得N ＝nvSt ，故A正确，B 错误.5 答案 (1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s (3)3.78 h解析 (1)N ＝q e ＝It e ＝6.25×1018个.(2)由公式I ＝neSv ，得v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×10－6 m/s≈7.35×10－5 m/s. (3)沿导线移动1 m 需用时t ＝17.35×10－5s≈3.78 h.。
物理选修-人教版电源和电流共-ppt精品课件
思考：电流是标量还是标量呢？ 5、尝试写出电流的微观表达式。
物理选修3-1人教版2.1电源和电流（ 共18张p pt）
四、恒定电流 物理选修3-1人教版2.1电源和电流（共18张ppt）
1、大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
2、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
物理选修3-1人教版2.1电源和电流（ 共18张p pt）
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感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同
3.物体的两个分运动是直线运动，则 它们的 合运动 一定是 直线运 动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀 速直线 运动和 匀加速 直线运 动，则 合运动 一定是 曲线运 动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 7.先用低 倍镜找 到叶肉 细胞， 然后换 用高倍 镜观察 。注意 观察叶 绿体随 着细胞 质流动 的情况 ，仔细 看看每 个细胞 中细胞 质流动 的方向 是否一 致致。 8.内质网 以类似 于“出 芽”的 形式形 成具有 膜的小 泡，小 泡离开 内质网 ，移动 到高尔 基体与 高尔基 体融合 ，成为 高尔基 体的一 部分。 高尔基 体又以 “出芽 ”方式 形成小 泡，移 动到细 胞膜与 细胞膜 融合， 成为细 胞膜的 一部分 。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。在 物质的 运输与 交换及 信息传 递中起 决定性 作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核 细胞中 ，因此 根据核 糖体的 有无不 能确定 这些生 物的类 别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机 盐和尿 素等物 质。酷 暑季节 ，室外 作业的 工人出 汗多， 水、无 机盐被 排出， 造成体 内水、 无机盐 的含量 减少。 失水过 多，会 脱水而 危及生 命。生 物体内 无机盐 离子必 须保持 一定的 比例， 这对维 持细胞 内的渗 透压和 酸碱平 衡很重 要，这 是生物 体 进行正常 生命活 动必要 的条件 。大量 出汗后 ，除补 充水分 外，还 应该补 充无机 盐，所 以应喝 盐汽水 。
物理选修3-1人教版2.1电源和电流（ 共18张p pt）
四、恒定电流 物理选修3-1人教版2.1电源和电流（共18张ppt）
1、大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
2、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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感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同
3.物体的两个分运动是直线运动，则 它们的 合运动 一定是 直线运 动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀 速直线 运动和 匀加速 直线运 动，则 合运动 一定是 曲线运 动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 7.先用低 倍镜找 到叶肉 细胞， 然后换 用高倍 镜观察 。注意 观察叶 绿体随 着细胞 质流动 的情况 ，仔细 看看每 个细胞 中细胞 质流动 的方向 是否一 致致。 8.内质网 以类似 于“出 芽”的 形式形 成具有 膜的小 泡，小 泡离开 内质网 ，移动 到高尔 基体与 高尔基 体融合 ，成为 高尔基 体的一 部分。 高尔基 体又以 “出芽 ”方式 形成小 泡，移 动到细 胞膜与 细胞膜 融合， 成为细 胞膜的 一部分 。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。在 物质的 运输与 交换及 信息传 递中起 决定性 作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核 细胞中 ，因此 根据核 糖体的 有无不 能确定 这些生 物的类 别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机 盐和尿 素等物 质。酷 暑季节 ，室外 作业的 工人出 汗多， 水、无 机盐被 排出， 造成体 内水、 无机盐 的含量 减少。 失水过 多，会 脱水而 危及生 命。生 物体内 无机盐 离子必 须保持 一定的 比例， 这对维 持细胞 内的渗 透压和 酸碱平 衡很重 要，这 是生物 体 进行正常 生命活 动必要 的条件 。大量 出汗后 ，除补 充水分 外，还 应该补 充无机 盐，所 以应喝 盐汽水 。
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
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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
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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
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类型一
类型二
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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．
人教版高二物理选修3-1 第二章 第一节 电源和电流(共30张PPT)
对于不同的电源，非静电力的本质 不同.
• 化学电源：非静电力为化学作用. 化学能转化为电势能
• 发电机：非静电力为电磁作用(洛 伦兹力)，机械能转化为电势能.
电源是通过非静电力做功把其他
形式的能转化为电势能的装置.(能量
守恒定律，电能不能凭空产生，无不能
生有)
8
非静电力将电子从正极移到负极， 类似于抽水机将水从低处抽到高处.不同 抽水机工作本领大小不同，与此类似， 不同电源中非静电力做功的能力也不同.
叉和莱顿瓶的作用相同，是外部
电流作用的效果.
伏打用金属叉使青蛙痉挛
14
经过大量研究，1800年，伏打正式发表 他的研究成果，第一次公布伏打电堆的发明.
“我把一块金属板，如湿盘银板，水平放在一张 桌子上，在这块板上面银锌板板，再放第二块板—— 锌板，再在第二块板上湿盘放一层湿盘.接着又放 一块银板，又置一块锌银锌板板板，在其上再放一块 湿盘.”
A
++-
B
但数量不同.若从A到B的电子数
+-
目多，那么A带正电，B带负电.
+-
两侧的正负电荷激发电场，阻碍 不同金属的界面
电子继续向B运动，直至平衡.
16
四.导线中的电场
Ft
N
假设在电源正、负
F
极之间连一根导线
Fn M
E0
+ ++ + A+
+ +- +
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
N
E0
E′M
E E0
导线内很 N 快形成沿
导线方向 的电场
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
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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。
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
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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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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
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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
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解析：三种速率容易混淆，要注意区分． 答案：AD
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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
+-
+ ++
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
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
子.
v
v v
vv
V vts m V svt
n
m M
NA
svtN A
M
I ne svNAe
t
M
v
IM
svN Ae
7.5 10 5
m
s
课后作业
课后习题（做在课本上） 同步练习
谢谢聆听！！
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？
（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
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。
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
_ __
__
B _
__
P
-
Ft
N
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
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。
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：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。
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.