高中物理选修3-1课件 第二章 第1节 电源和电流
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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 _
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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。
《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。
高中物理选修3-1教学课件-2.1 电源和电流 (共16张PPT)
练一练
1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电 1 量为10C，则导体中的电流为________A ； 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
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
恒定电场
该位置电场强度不变 自由电子在各个位置的定向运动速率也不变 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
动态平衡
三、恒定电流
1.大小方向都不随时间变化的电流为恒定电流。 2.电流I：电流强弱程度。 ⑴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 。
⑵公式：I= q / t ⑶单位： 安培(A)
C
2、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？
3.2 A
3、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，运动速率 为v，求电子绕核运动的等效电流多大？
1A=1C/s
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
⑷方向：正电荷定向移动的方向
电流是标量，它的运算遵循代数加减运算。
注意
（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流
（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（自由 电子）的定向移动方向相反； （3）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。
人教版高中物理选修3-1课件第二章第1、2节电源和电流、电动势
(5)q＝It 是求电荷量的重要公式，其变形公式 I＝qt求出的是 电流在时间 t 内的平均值，对恒定电流来说，其瞬时值与平均 值相等．
图 2－1－5
解析：只有电路开路时，电动势才等于电源两极间的电压，
公式 E＝Wq 与 U＝Wq 中的 W 的意义不同，前者表示非静电力做 的功，后者表示静电力做的功，电动势和电压的意义不同，电 动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，而电压反映 电能转化成其他形式能的本领，综合上述分析，选项 D 正确．
1．对电流的理解 (1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向． (2)电流虽有大小和方向，但不是矢量，是标量． (3)金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相 反． (4)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，此时 I＝qt 中，q 为正 电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．
答案：D
2．电源 (1)如图 2－1－2 所示，在水池 A、B 之间连接一台抽水机， 将水池 B 中的水抽到水池 A 中，这样可保持 A、B 之间水位的 高度差，从而使水管中有源源不断的水流．
图 2－1－2
图 2－1பைடு நூலகம்3
【触类旁通】 1．形成持续电流的条件是( B ) A．只要有电压加在物体的两端 B．必须保持导体两端有电压 C．只在导体两端瞬时加电压 D．只要有大量的自由电荷
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第二章 恒定电流
1 电源和电流 2 电动势
1．导体中的__自__由__电__子____在电场力的作用下发生_定__向__移__动_ 形成电流．
2．电源是能把电路中的_自__由__电__子_ 从正极搬到负极的装置． 3．导线中的电场是由__电__源____、 __导__线____等电路元件所 积累的电荷在导线内共同形成的电场．
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
20
类型一
类型二
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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 _ _ _ _
人教版高中物理选修3-1课件第二章第1节电源和电流
1．分别带正、负电荷的A、B两个导体，若用导线R连 接，导线R中可能存在一个________电流．若要保持持续的 电流，A、B间需维持着一定的________．能使A、B间维持 一定的电势差的装置称为________．
2．达到稳定状态时，导线内的电场是由________、 ________等电路元件所积累的电荷共同形成的．电荷的分 布是________的，电场的分布也是________的且导线内的 电场线保持和导线________．
推导：如右图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l 的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体 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，每个自由电荷的电荷量为q.
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横截面D所需要的时间：
答案：B
变式迁移
1．把一个金属导体的两端与具有不同电势的带电 物体接触，导体中的电荷将怎样运动？
答案：金属导体中能够自由移动的电荷是带负电 荷的电子，而负电荷在电场力作用下，将由低电势处 向高电势处移动，因此金属导体中的电荷(电子)将从 低电势的物体向高电势的物体运动．
三、电流
1．电流：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电 荷量所用时间的比值．
通过触电者的电流大小，一般是取决于皮肤的电阻，湿皮肤 与干皮肤电阻范围大约在1～500 kΩ之间．足够大的电流能 引起手脚肌肉收缩，触电者往往有抓住不放的现象．起初， 电流往往还未达到致命的大小，但因皮肤的电阻是随时间增 加而减小的，当电流强度达到0.1 A时，便可置人于死地．电 流通过人体要放热，因此，人触电死亡，实际上是电流通过 人体(尤其是心脏)时把人烧死的．如果发现某人触电而被粘 在电线上，应该用干木棒或干衣服、绳索等将触电者尽快与 电线分离．
人教版高中物理选修3-1课件2-1-1电源和电流
v sv
v
IM
SN Ae
7.5105 m
/
s
vt
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？
电子定向移动的速度非常小，电子通过1m长的 导线需要3小时，实际上，合上开关，电器几乎 同时工作，因为合上开关的瞬间，电路的各个位 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，
_ _
B _
_ _
P
-
二、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 电场强度分布不变 自由电子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
三.恒定电流
1.大小方向都不随时间变化的电流. 2.电流(I):表示电流的强弱程度.
如果I表示电流,q表示在t时间内通过 导体横截面的电荷量,则
等势体
导体中自由电子的定向移动, 会产生一个瞬时电流
类比：
一.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.
+ ++ + A+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
3.常见电源的种类： 1）干电池/蓄电池 2）硅光电池 3）发电机
+
——-
A
B
+
—-
A
B
验电器张角减小，说明导线中有电 子从B向A定向移动，导线中有电 流，存在时间很短，为瞬时电流
v
IM
SN Ae
7.5105 m
/
s
vt
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？
电子定向移动的速度非常小，电子通过1m长的 导线需要3小时，实际上，合上开关，电器几乎 同时工作，因为合上开关的瞬间，电路的各个位 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，
_ _
B _
_ _
P
-
二、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 电场强度分布不变 自由电子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
三.恒定电流
1.大小方向都不随时间变化的电流. 2.电流(I):表示电流的强弱程度.
如果I表示电流,q表示在t时间内通过 导体横截面的电荷量,则
等势体
导体中自由电子的定向移动, 会产生一个瞬时电流
类比：
一.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.
+ ++ + A+ + ++
-
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_ __
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B _
_ _
P
-
3.常见电源的种类： 1）干电池/蓄电池 2）硅光电池 3）发电机
+
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A
B
+
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A
B
验电器张角减小，说明导线中有电 子从B向A定向移动，导线中有电 流，存在时间很短，为瞬时电流
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)
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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。
2019-2020人教版物理选修3-1课件：第二章 第1节 电源和电流
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
(1)电源的作用是什么？ 提示：在正、负极之间维持一定的电势差，使电路中保持持续的电流。
01课前自主学习
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提示
(2)导线上积累的电荷在周围空间也产生电场吗？ 提示：是的。
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提示
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提升训练
对点训练
课堂任务 电源和恒定电流 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
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活动1：如图甲a所示，若在A、B两个导体之间连接一根导线R，结果会 怎样？
提示：导线R中的自由电子会在静电力的作用下定向运动，B失去电 子，A得到电子，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，如图b所示。
提示：不是。A、B处的电荷在A、B周围空间产生电场，导线等电路元 件所积累的电荷也在A、B周围空间产生电场。
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提示
活动5：如果图乙电路中各处电荷的分布是稳定的，电荷所产生的电场 是稳定的吗？
提示：根据电场的叠加原理可知，是的。
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(3)恒定电流的形成 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 过程中自由电荷会与导体中不动的粒子碰撞从而导致减速，因此自由电荷定 向运动的平均速率不随时间变化，形成持续的大小、方向都不随时间变化的 恒定电流。
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二、恒定电流 1．恒定电场 (1)定义：由 稳定分布 的电荷所产生的稳定的电场。 (2)形成：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。 (3)特点：导线内的电场线与导线平行，电荷的分布是 稳定 的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。 (4)恒定电场与静电场的关系：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，因此其基本性质与静电 场相同，在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关 系，在恒定电场中同样适用。
[澄清微点]
(1)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。 (×)
(2)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。
(√)
(3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。
(×)
(4)电流既有大小，又有方向，是矢量。
( ×)
(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。(√)
(6)导体中的电流，实际是正电荷的定向移动形成的。
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结束
(2)公式I＝
q t
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。
(4)q＝It是求电荷量的重要公式。
4．电流是标量
的定向移动方向与电流方向相反；电流虽有方向，但不
符合矢量运算法则，不是矢量，而是标量；外电路中电
流从正极流向负极，电源内部电流从负极流向正极，故 A、B、C错，D正确。 答案：D
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2．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕
核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v
结束
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。
3．电流的大小
(1)I＝
q t
是电流的定义式，I＝neSv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。
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电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流
不是矢量而是标量。
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[即时应用] 1．下列关于电流方向的说法中正确的是
结束
()
A．电荷的定向移动方向即为电流的方向
B．电流的方向总是从电源的正极流向负极
C．电流既有大小，又有方向，是一个矢量
D．在电源内部，电流从负极流向正极 解析：正电荷的定向移动方向与电流方向相同，负电荷
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下一页末页Fra bibliotek结束知识点一 对电流的理解
1．电流的形成 电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连接后，导 体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下定 向移动形成电流。 (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：电路中有电源且电路闭合。
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2．电流的方向
绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该
环形电流的说法，正确的是
()
A．电流大小为2vπer，电流方向为顺时针
B．电流大小为vre，电流方向为顺时针
C．电流大小为2vπer，电流方向为逆时针
D．电流大小为vre，电流方向为逆时针
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解析：电流大小I＝qt ＝2eπr＝2vπer，方向与电子运动的方向相 v
反，即沿逆时针方向，选项C正确。 答案：C
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知识点二 电流的微观表达式
结束
1．建立模型 如图所示，AD表示粗细均匀的一段长 为l的导体，两端加一定的电压，导体中的 自由电荷沿导体定向移动的速率为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 自由电荷的电荷量为q。
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2．电流 (1)概念：电荷的 定向移动 形成电流。 (2)物理意义：表示 电流强弱程度 的物理量。
(3)符号及单位：电流用符号 I 表示，单位是安培，符号为 A。 常用单位还有 毫安 (mA)和 微安 (μA)，1 A＝ 103 mA＝ 106 μA。
(4)表达式：_I_＝__qt__(q 是在时间 t 内通过导体某一横截面上的电
荷量)。 (5)方向：规定 正电荷 定向移动的方向为电流方向。
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3．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 使自由电荷速率增加，自由电荷 与导体内不动的粒子的碰撞，使自由电荷速率减小，最终 表现为平均速率不变。
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的横截面积有关。
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[合作共研]
[典例] [多选]一横截面积为S的铜导线，流过的电流为
I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为
结束
第 1 节 电源和电流
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核心素养点击 了解电流的概念，解释自然现象，解决实际问
物理观念 题。 通过所学静电场角度思考恒定电场；通过分析
科学思维 数据，得到几种不同的电流的微观表达式。
科学态度 能做到实事求是，对导体中三种速度进行比较
与责任
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一、电源 1．概念 在电路中把在 电场力作用下移动到导体A的电子 搬运 到导体B的装置。 2．作用 (1)在导体A、B两端维持一定的 电势差 。 (2)使电路中保持 持续 的电流。
(×)
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(1)如何使电路中存在持续电流？ 提示：首先保持电路闭合，其次是电路中接有电源，保持 电路存在一定的电势差。
(2)有同学认为“只有导体中才可有电流”，谈一谈你的认识。 提示：电荷定向移动形成电流，不论是导体内还是其他空间 只要有电荷定向移动就可形成电流，如氢原子中核外电子做 匀速圆周运动时，形成了一环形电流等。
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2．理论推导
结束
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横截面D所需要的时间：t＝vl 。
根据公式q＝It可得：导体AD中的电流：I＝Qt ＝nllSq＝nqSv。 v
3．结论
由此可见，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由
电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体