高二物理课件选修3-1第二章第一节-电源和电流.
合集下载
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
02课堂探究评价
03课后课时作业
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。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
02课堂探究评价
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”。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
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。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
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。
01课前自主学习
02课堂探究评价
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
(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。
高中物理选修3-1第二章2.1电源和电流
5. 若氢原子的核________；电子绕
核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等
效电流I=__________。（已知电子的质量为m， 电量为e，静电力恒量用k表示）
解： 电子绕核运动的向心力等于库仑力
ke2 r2
m 2r
ω e k , r mr
电子定向移动的速率约为10-5m/s， 电子热运动的平均速率为105m/s， 电场的传播速率为3×108m/s. 电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的 电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。 （对整体而言）
4．关于电源的作用,下列说法正确的是 ( BCD ) A.电源的作用是能为电路提供自由电子 B.电源的作用是使导体中形成电场 C.电源的作用是能够保持导体两端的电压 D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来
R
vt
（2）微观： I nqSv
v
S
流体的柱 形模型
4、矢量标量：标量
B
C
5、单位换算： 国际单位：安培（A）
1A 103 mA 106 μA
6、测量方法：电流表等。
1A 1C/s
ke2 mv 2
r2
r
e2 v k ,
mr
因此所求电流为
e ev e2 I
k ,
T 2πr 2πr mr
总结本节课所学内容。
一、电流（物理现象）
电流产生条件
（1）存在自由电荷（2） 导体两端存在电压。
产生持续电流
提供持续电流压
电源
（1）通过非静电力把电子从正极搬运到 负极；（2）把其它形式的能转化为电能。
产生恒定电场
导体内的电场线保持和导线平行
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
【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）
返回
【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。
(人教版)选修3-1物理：《电源和电流》ppt课件
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
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＝____n_q_S_v___。
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
恒定电场 1.定义 由电路中稳定分布的__电__荷___所产生的稳定电场。 2．形成 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。 3．特点 任何位置的_电__场___强__度__都不随时间发生变化。
第二章
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
重点难点突破
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
一、对电流的理解 1．电流的形成条件 (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：导体两端有持续电压。 2．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。
人教版 ·物理 ·选修3-1
恒定电流 1.电流 (1)概念：电荷的_定__向__移__动___形成电流。 (2)物理意义：反映了电流的_强__弱____程度。 (3)符号及单位：用符号__Ⅰ____表示，单位是_安__培____，符 号为__A___。常用的电流单位还有__毫__安_ (mA)、___微__安_(μA)，换 算关系为：1A＝103mA＝106μA。 (4)表达式：_I_＝__qt______。 (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___。
人教版 ·物理 ·选修3-1
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＝____n_q_S_v___。
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
恒定电场 1.定义 由电路中稳定分布的__电__荷___所产生的稳定电场。 2．形成 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。 3．特点 任何位置的_电__场___强__度__都不随时间发生变化。
第二章
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
重点难点突破
第二章
人教版 ·物理 ·选修3-1
一、对电流的理解 1．电流的形成条件 (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：导体两端有持续电压。 2．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。
人教版 ·物理 ·选修3-1
恒定电流 1.电流 (1)概念：电荷的_定__向__移__动___形成电流。 (2)物理意义：反映了电流的_强__弱____程度。 (3)符号及单位：用符号__Ⅰ____表示，单位是_安__培____，符 号为__A___。常用的电流单位还有__毫__安_ (mA)、___微__安_(μA)，换 算关系为：1A＝103mA＝106μA。 (4)表达式：_I_＝__qt______。 (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___。
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第二章恒定电流第1节电源和电流(22张ppt)(共23张PPT)
第二十三页，共二十三页。
流方向是相同的，此时(CǏ SHÍ)Q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值 之和。
例题(lìtí)1:某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子 和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截
面的电流强度是多大？
答案(dáàn)：
1.6A
第十五页，共二十三页。
例题 2 有一条横截面积S=1MM2的铜导线(DǍOXIÀN)，通过的电流I=1A。已
q
ne
ρvtS M
N Ae
由 Iq t
得 I ρvSN Ae M
从中解出
v
IM ρSN
Ae
代入数值后得 v =7.5 ×10-5 m/s
第十六页，共二十三页。
四、电流(DIÀNLIÚ)的微观表达式
推导(tuīdǎo)： 一段粗细均匀(jūnyún)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。
第十页，共二十三页。
导线内的电场，是由电源、 导线等电路元件(yuánjiàn)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。----
-恒定电场
第十一页，共二十三页。
恒定 电场 (HÉNGDÌNG)
由稳定 分布的电荷产 (wěndìng) 生稳定(wěndìng)的电场称为恒定 电场.
-
-
+ ++ + A+ + ++
A 抽水机
水池
___
_ _
B _
流方向是相同的，此时(CǏ SHÍ)Q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值 之和。
例题(lìtí)1:某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子 和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截
面的电流强度是多大？
答案(dáàn)：
1.6A
第十五页，共二十三页。
例题 2 有一条横截面积S=1MM2的铜导线(DǍOXIÀN)，通过的电流I=1A。已
q
ne
ρvtS M
N Ae
由 Iq t
得 I ρvSN Ae M
从中解出
v
IM ρSN
Ae
代入数值后得 v =7.5 ×10-5 m/s
第十六页，共二十三页。
四、电流(DIÀNLIÚ)的微观表达式
推导(tuīdǎo)： 一段粗细均匀(jūnyún)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。
第十页，共二十三页。
导线内的电场，是由电源、 导线等电路元件(yuánjiàn)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。----
-恒定电场
第十一页，共二十三页。
恒定 电场 (HÉNGDÌNG)
由稳定 分布的电荷产 (wěndìng) 生稳定(wěndìng)的电场称为恒定 电场.
-
-
+ ++ + A+ + ++
A 抽水机
水池
___
_ _
B _
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 _ _ _ _
高中物理第二章1第1节电源和电流课件选修31高二选修31物理课件
有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A＝___1_0_3__ mA；1 A＝___1_0_6__ μA.
12/10/2021
第六页，共四十页。
【自我检测】
判断正误 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续 的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导 体将电源连接起来．( ) (2)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， 从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电 流．( ) (3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定 向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷 有自由电子、正离子和负离子．( )
I；设单位体积的导线中有 n 个自由电子，电子的电荷量为 e，
此电子的定向移动速率为 v，在Δt 时间内，通过导线横截面的
自由电子数可表示为( )
A．nvSΔt
B．nvΔt
IΔt C. e
IΔt D. Se
12/10/2021
第二十八页，共四十页。
[解析] 因为 I＝Δq t，所以 q＝I·Δt，自由 电子数目为 N＝qe＝IΔe t，C 正确，D 错误； 又因为电流的微观表达式为 I＝nevS，所以自由电子数目为 N ＝qe＝IΔe t＝neveSΔt＝nvSΔt，A 正确，B 错误．
第十五页，共四十页。
不同导体中电流的计算方法 (1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用 I＝qt 计算时，q 是 某一时间内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量． (2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用 I＝qt 计算时，q 应是 同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．
12/10/2021
12/10/2021
第二十一页，共四十页。
12/10/2021
第六页，共四十页。
【自我检测】
判断正误 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续 的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导 体将电源连接起来．( ) (2)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， 从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电 流．( ) (3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定 向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷 有自由电子、正离子和负离子．( )
I；设单位体积的导线中有 n 个自由电子，电子的电荷量为 e，
此电子的定向移动速率为 v，在Δt 时间内，通过导线横截面的
自由电子数可表示为( )
A．nvSΔt
B．nvΔt
IΔt C. e
IΔt D. Se
12/10/2021
第二十八页，共四十页。
[解析] 因为 I＝Δq t，所以 q＝I·Δt，自由 电子数目为 N＝qe＝IΔe t，C 正确，D 错误； 又因为电流的微观表达式为 I＝nevS，所以自由电子数目为 N ＝qe＝IΔe t＝neveSΔt＝nvSΔt，A 正确，B 错误．
第十五页，共四十页。
不同导体中电流的计算方法 (1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用 I＝qt 计算时，q 是 某一时间内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量． (2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用 I＝qt 计算时，q 应是 同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．
12/10/2021
12/10/2021
第二十一页，共四十页。
2020-2021学年人教版物理高中选修3-1课件：第二章 1 电源和电流
第二章 恒 定 电 流 1 电源和电流
必备知识·自主学习
一、电源 1.定义:能把电子在电源内部从电源_正__极__搬运到电源_负__极__的 装置。
2.电源的作用: (1)从电荷移动角度看:移动电荷,维持电源正、负极间有一定的_电__势__差__,保持 电路中有持续电流。 (2)从能量转化的角度看:克服_非__静__电__力__做功,将其他形式的能转化为电能。
【解析】选A、D。电源将电子从正极搬运到负极,维持正、负极间有一定的电势 差,A正确,B错误;导线中的电场是电源电场和导线等电路元件积累的电荷形成的 电场叠加而成的,C错误,D正确。
【规律方法】形成持续电流的原因: 电源能在其正、负极之间维持一定的电压,如果电路闭合且安全,电路中将会保 持持续的电流。如果电路断开,即使有电源,电路中也不会有持续的电流。
【典例示范】 【典例】(多选)将一些电学元件用导线连接在某电源的两端,下列描述正确的 是 () A.电源的作用是使电源的正、负极两端保持一定的电势差 B.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 C.导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D.导线中的电场是由电源的电场和导线等电路元件积累的电荷形成的电场叠加 而形成的
【解析】选D。物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,故A项错误;电 流国际单位是安培(A),故B项错误;1 mA=0.001 A,故C项错误;在导体中,电荷无 规则的运动不能形成电流,只有定向移动时才能形成电流;而电压是使电荷发生定 向移动的原因,也就是形成电流的原因,电源在电路中的作用是使电路两端存在电 压,故D项正确。
知识点二 恒定电流和恒定电场 1.恒定电场的形成
(1)形成时间: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,并且形成过程是在接通电源后的极短时间内(以光速)完成的。
必备知识·自主学习
一、电源 1.定义:能把电子在电源内部从电源_正__极__搬运到电源_负__极__的 装置。
2.电源的作用: (1)从电荷移动角度看:移动电荷,维持电源正、负极间有一定的_电__势__差__,保持 电路中有持续电流。 (2)从能量转化的角度看:克服_非__静__电__力__做功,将其他形式的能转化为电能。
【解析】选A、D。电源将电子从正极搬运到负极,维持正、负极间有一定的电势 差,A正确,B错误;导线中的电场是电源电场和导线等电路元件积累的电荷形成的 电场叠加而成的,C错误,D正确。
【规律方法】形成持续电流的原因: 电源能在其正、负极之间维持一定的电压,如果电路闭合且安全,电路中将会保 持持续的电流。如果电路断开,即使有电源,电路中也不会有持续的电流。
【典例示范】 【典例】(多选)将一些电学元件用导线连接在某电源的两端,下列描述正确的 是 () A.电源的作用是使电源的正、负极两端保持一定的电势差 B.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 C.导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D.导线中的电场是由电源的电场和导线等电路元件积累的电荷形成的电场叠加 而形成的
【解析】选D。物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,故A项错误;电 流国际单位是安培(A),故B项错误;1 mA=0.001 A,故C项错误;在导体中,电荷无 规则的运动不能形成电流,只有定向移动时才能形成电流;而电压是使电荷发生定 向移动的原因,也就是形成电流的原因,电源在电路中的作用是使电路两端存在电 压,故D项正确。
知识点二 恒定电流和恒定电场 1.恒定电场的形成
(1)形成时间: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,并且形成过程是在接通电源后的极短时间内(以光速)完成的。
高中物理第二章第1节电源和电流课件选修31高二选修31物理课件
12/12/2021
[解析]
由I＝
Q t
可得，在Δt时间内通过导线横截面的
电荷量Q＝IΔt，所以在这段时间内通过的自由电子数为N
＝
Q q
＝
IΔt q
，所以C对、D错；由于自由电子定向移动的速
率是v，所以在时间Δt内，位于横截面积为S、长为l＝vΔt
的这段导线内的自由电子都能通过横截面，这段导线的体
积 V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过横截面的自由电子数为N
＝nV＝nvSΔt，A对、B错。 [答案] AC
12/12/2021
利用I＝nqSv分析问题应注意的三个方面 1．各个物理量都要用国际单位。 2．正确理解各符号的意义，特别是n表示导体中单位体 积内的自由电荷数，v表示自由电荷定向移动速度的大小。 3．若已知单位长度的自由电荷数为n，则电流的微观表 达式为I＝nqv。
12/12/2021
1．下列关于电流方向的说法中正确的是
()
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
的定向移动方向与电流方向相反；电流虽有方向，但不
答案：A
12/12/2021
2．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内
通过导体横截面的电荷量，乙是甲的2倍，下列说法中正确
的是
()
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
第1节
[解析]
由I＝
Q t
可得，在Δt时间内通过导线横截面的
电荷量Q＝IΔt，所以在这段时间内通过的自由电子数为N
＝
Q q
＝
IΔt q
，所以C对、D错；由于自由电子定向移动的速
率是v，所以在时间Δt内，位于横截面积为S、长为l＝vΔt
的这段导线内的自由电子都能通过横截面，这段导线的体
积 V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过横截面的自由电子数为N
＝nV＝nvSΔt，A对、B错。 [答案] AC
12/12/2021
利用I＝nqSv分析问题应注意的三个方面 1．各个物理量都要用国际单位。 2．正确理解各符号的意义，特别是n表示导体中单位体 积内的自由电荷数，v表示自由电荷定向移动速度的大小。 3．若已知单位长度的自由电荷数为n，则电流的微观表 达式为I＝nqv。
12/12/2021
1．下列关于电流方向的说法中正确的是
()
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
的定向移动方向与电流方向相反；电流虽有方向，但不
答案：A
12/12/2021
2．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内
通过导体横截面的电荷量，乙是甲的2倍，下列说法中正确
的是
()
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
第1节
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+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
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
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，
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。
问题3：电源的作用是什么？
-
+ ++
+ A+
++ + +
电源
-
-P
正极 F
-
_ __
_ _
B _
_ _
-
-
负极
电源的作用：
（1）从物理过程分析：就是 通过非静电力把电子从正极 搬运到负极，使电源两极间 保持一定的电势差。使电路 有持续的电流； （2）从能量转化和守恒的角 度就是电场力做负功，电子 的电势能增加，通过电源把 其它形式的能转化为电能.
尽管电路中电荷也在运动，但有的流走了，另外 的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场处于动 态平衡，电场的分布也稳定。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
问题5：当导体两端的电势差恒定时，导体中产 生的电场是恒定的，此时导体中的电流会不会 是恒定的？
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, 因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，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.
针” ）
A组能力训练题10
10．在一次闪电中，持续时间为0.005 s所 形成的平均电流为6.0×104A，若闪电过程 中产生的电荷以0.5A的电流通过电灯，试 求可供电灯照明的时间。
解： Q=I1t1=I2t2 ， t2= I1t1/I2=600s
问题8：探究电流的微观表达式？
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，
当导体两端存在电压时，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
问题2：导体中产生持续电流的条件是什
么？
+ ++ + A+ + +- +
正极
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
负极
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。
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．
vt
q q
qv
S
q
B
C
IQvtSnqnqSv tt
导体中的电流与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由 电荷的电量、导体的横截面积和自由电荷定向运动速率四个 量成正比。
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；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。
4、单位换算：国际单位：安培（A） 1A 1C/s 1 A 13m 0 A 16μ 0A
5、测量方法：电流表等。
A组能力训练题3
3、一电子沿一圆周顺时针方向高速运动，周期 为10-10s，则等效电流大小为 1.6×10 - 9 A， 电流方向是 逆时针 （填“顺时针”或“逆时
问题10：总结本节课所学内容。
二、电流
1、引入目的：反映了电流的强弱程度。
2、度量方式： I q
t
3、决定因素：
vt
微观： InqSv
v
4、矢量标量：标量
B
C
5、单位换算： 国际单位：安培（A）
1 A 13m 0 A 16μ 0A
6、测量方法：电流表等。
S
流体的柱 形模型
1A 1C/s
A组能力训练题2
6．关于电流的方向,下列说法正确的是 （ C ）
A．在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的 方向 B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向 C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移 动的方向相反 D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流， 所以电流有两个方向
A组能力训练题8
解： n=It/e=16×10-3×10/1.6×10-19=1.0×1018
A组能力训练题10
10．在一次闪电中，持续时间为0.005 s所 形成的平均电流为6.0×104A，若闪电过程 中产生的电荷以0.5A的电流通过电灯，试 求可供电灯照明的时间。
解： Q=I1t1=I2t2 ， t2= I1t1/I2=600s
2．把 正电荷定向移动的方向 规定为电流的方 向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向 移动的方向 相反 。在电解质溶液中，电流的 方向与正离子定向移动的方向 相同 ，与负离 子定向移动的方向 相反。
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。
大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
问题6：怎样理解恒定电场和恒定电流？
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
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
串一个电流表,读数不会变
恒定电流
问题7：电流这个物理现象既有方向也有强弱。怎样描 述电流的强弱程度？怎样学好电流这个物理量。
Unit2 恒定电流
问题1：产生电流的条件是什么？
A、B之间
-
有电势差
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A、B电
-
势差为
零
A
B
（1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子
（2）导体两端存在电压
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中会产生一 个瞬时电流。
1、引入目的：反映了电流的强弱程度。
2、公式： I q t
在数值上等于单位时间内通过导体某一 横截面上的电荷量．
在金属导体中，q是t时间内通过截面自 由电荷（电子）的电量的绝对值；在电 解液中，电量q表示通过截面的正、负 离子电量绝对值之和。
3、矢量性：标量
电流（物理现象）方向:正电荷定向移动的方向。
B组能力训练题2
2．金属导体的密度是ρ，横截面积是S，原子量
是M，每摩尔这种金属可提供移动的速率是
。
答： IM ρ SNe
A组能力训练题4
4．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
ABD
A组能力训练题6
8．以下对导体中的电场理解正确的是（ BD ） A．导体内的电场是不稳定的 B．导体内的电场由电源、导线等电路元件所积 累的电荷共同形成 C．导线中电场始终随时间而变化 D．导体内的电场是一种动态的稳定
A组能力训练题9
9．通过一根金属导线的电流为16mA．则10s内 通过这根导线横截面的自由电子数为（ B ） A．1.0×1017 B．1.0×1018 C．1.0×1019 D．1.0×1020
问题9：既然电子的定向运动速率很小，为 什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了 呢？
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。
三种速率的区别
电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速 率．
(1)电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电 子立即受到电场力作用而定向移动形成电流．(对整体而言)
(2)电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量 级为10－5 m/s.(对每个电子而言)
(3)电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动， 其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米．
问题4：当导体两端有恒定的电势差，导体 内建立了变化的电场，还是恒定的电场?
导线本身由许多带电粒子(电子和质子)组成，当它 和电源连通后，在电源两极上的正、负电荷激发的电 场作用下，导线的表面以及导线的接头处会有电荷积 累，正是这些电荷激发了导线内外的电场，也正是依 靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向，所以 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，并且形成过程是在接通电源后的极 短时间内(以光速)完成．
问题3：电源的作用是什么？
-
+ ++
+ A+
++ + +
电源
-
-P
正极 F
-
_ __
_ _
B _
_ _
-
-
负极
电源的作用：
（1）从物理过程分析：就是 通过非静电力把电子从正极 搬运到负极，使电源两极间 保持一定的电势差。使电路 有持续的电流； （2）从能量转化和守恒的角 度就是电场力做负功，电子 的电势能增加，通过电源把 其它形式的能转化为电能.
尽管电路中电荷也在运动，但有的流走了，另外 的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场处于动 态平衡，电场的分布也稳定。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
问题5：当导体两端的电势差恒定时，导体中产 生的电场是恒定的，此时导体中的电流会不会 是恒定的？
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, 因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，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.
针” ）
A组能力训练题10
10．在一次闪电中，持续时间为0.005 s所 形成的平均电流为6.0×104A，若闪电过程 中产生的电荷以0.5A的电流通过电灯，试 求可供电灯照明的时间。
解： Q=I1t1=I2t2 ， t2= I1t1/I2=600s
问题8：探究电流的微观表达式？
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，
当导体两端存在电压时，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
问题2：导体中产生持续电流的条件是什
么？
+ ++ + A+ + +- +
正极
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
负极
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。
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．
vt
q q
qv
S
q
B
C
IQvtSnqnqSv tt
导体中的电流与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由 电荷的电量、导体的横截面积和自由电荷定向运动速率四个 量成正比。
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；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。
4、单位换算：国际单位：安培（A） 1A 1C/s 1 A 13m 0 A 16μ 0A
5、测量方法：电流表等。
A组能力训练题3
3、一电子沿一圆周顺时针方向高速运动，周期 为10-10s，则等效电流大小为 1.6×10 - 9 A， 电流方向是 逆时针 （填“顺时针”或“逆时
问题10：总结本节课所学内容。
二、电流
1、引入目的：反映了电流的强弱程度。
2、度量方式： I q
t
3、决定因素：
vt
微观： InqSv
v
4、矢量标量：标量
B
C
5、单位换算： 国际单位：安培（A）
1 A 13m 0 A 16μ 0A
6、测量方法：电流表等。
S
流体的柱 形模型
1A 1C/s
A组能力训练题2
6．关于电流的方向,下列说法正确的是 （ C ）
A．在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的 方向 B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向 C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移 动的方向相反 D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流， 所以电流有两个方向
A组能力训练题8
解： n=It/e=16×10-3×10/1.6×10-19=1.0×1018
A组能力训练题10
10．在一次闪电中，持续时间为0.005 s所 形成的平均电流为6.0×104A，若闪电过程 中产生的电荷以0.5A的电流通过电灯，试 求可供电灯照明的时间。
解： Q=I1t1=I2t2 ， t2= I1t1/I2=600s
2．把 正电荷定向移动的方向 规定为电流的方 向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向 移动的方向 相反 。在电解质溶液中，电流的 方向与正离子定向移动的方向 相同 ，与负离 子定向移动的方向 相反。
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。
大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
问题6：怎样理解恒定电场和恒定电流？
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
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
串一个电流表,读数不会变
恒定电流
问题7：电流这个物理现象既有方向也有强弱。怎样描 述电流的强弱程度？怎样学好电流这个物理量。
Unit2 恒定电流
问题1：产生电流的条件是什么？
A、B之间
-
有电势差
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A、B电
-
势差为
零
A
B
（1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子
（2）导体两端存在电压
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中会产生一 个瞬时电流。
1、引入目的：反映了电流的强弱程度。
2、公式： I q t
在数值上等于单位时间内通过导体某一 横截面上的电荷量．
在金属导体中，q是t时间内通过截面自 由电荷（电子）的电量的绝对值；在电 解液中，电量q表示通过截面的正、负 离子电量绝对值之和。
3、矢量性：标量
电流（物理现象）方向:正电荷定向移动的方向。
B组能力训练题2
2．金属导体的密度是ρ，横截面积是S，原子量
是M，每摩尔这种金属可提供移动的速率是
。
答： IM ρ SNe
A组能力训练题4
4．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
ABD
A组能力训练题6
8．以下对导体中的电场理解正确的是（ BD ） A．导体内的电场是不稳定的 B．导体内的电场由电源、导线等电路元件所积 累的电荷共同形成 C．导线中电场始终随时间而变化 D．导体内的电场是一种动态的稳定
A组能力训练题9
9．通过一根金属导线的电流为16mA．则10s内 通过这根导线横截面的自由电子数为（ B ） A．1.0×1017 B．1.0×1018 C．1.0×1019 D．1.0×1020
问题9：既然电子的定向运动速率很小，为 什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了 呢？
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。
三种速率的区别
电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速 率．
(1)电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电 子立即受到电场力作用而定向移动形成电流．(对整体而言)
(2)电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量 级为10－5 m/s.(对每个电子而言)
(3)电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动， 其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米．
问题4：当导体两端有恒定的电势差，导体 内建立了变化的电场，还是恒定的电场?
导线本身由许多带电粒子(电子和质子)组成，当它 和电源连通后，在电源两极上的正、负电荷激发的电 场作用下，导线的表面以及导线的接头处会有电荷积 累，正是这些电荷激发了导线内外的电场，也正是依 靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向，所以 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，并且形成过程是在接通电源后的极 短时间内(以光速)完成．