人教版高中物理选修3-1 电源和电流 PPT课件
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科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
恒定电场
电场强度不变 自由电子定向运动速率也不变 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流 科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
四、恒定电流
电流(I):表示电流的强弱程度. （1）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
恒定电流
三、恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
Ft
F Fn
N
M
E0
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
Ft F Fn
恒定电流
三、恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
N
M N
E0
E0
+ + + + A + + + + P
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
3.如何使电荷持续定向移动？
A
B
水池 A
-
B
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
二、电源
能把自由电子从正极搬到负极的装置.
+ + + + A + + + + P _ _ _ _ B _ _ _ _ -
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
课堂训练
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________A ； 1 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
科学是如此迷人
M
M NA
I nesv
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，每个电荷的电荷量为e，电荷的定向移动速 率为v 科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
课堂训练
4、关于电流的方向，下列叙述中正确的是（C ） 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
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
E′
M
E
N
E0
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
E
M
导体内的电场线保持和导线平行
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
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。 -----恒定电场
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
解析： V vts
v v v
v v
m V svt
wk.baidu.com
m svtN A n NA M M
ne svN Ae I t M
IM 5 m v 7.5 10 s svN Ae
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第二章
恒定电流
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
2.1 电源和电流
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
电闪雷鸣时,强大的电流使天空发 出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬 间,而手电筒中的小灯泡却能持续发 光,这是为什么?
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
一、电流的形成
1．电流：电荷的定向移动形成电流．
（2）公式:I= q / t
（3）单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） （4）方向:正电荷定向移动的方向，但电流是 标量，它的运算不遵循平行四边形定则．
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
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。 I
-
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第二章
恒定电流
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
（2）导体两端存在电压 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．
你了解我吗？
科学是如此迷人
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第二章
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
课堂训练
5、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？
(5.0 10 2 1.0 10 ) 1.6 10 I 1
18 19
19
A 3.2 A
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第二章
恒定电流
课堂训练
6、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，质量为m, 求电子绕核运动的 等效电流多大？
思考题
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？
电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
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第二章
恒定电流
3．决定电流大小的微观表达式
I
n
svN Ae
I
v
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
思考：电荷的热运动能形成电流吗？
电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
2.如何使电荷定向移动？
_ _ _ _ B _ _ _ _
+ + + + A + + ++
A 等势体
B
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
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
3、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 导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
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恒定电流
恒定电场
电场强度不变 自由电子定向运动速率也不变 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流 科学是如此迷人
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恒定电流
四、恒定电流
电流(I):表示电流的强弱程度. （1）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
恒定电流
三、恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
Ft
F Fn
N
M
E0
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
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第二章
Ft F Fn
恒定电流
三、恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
N
M N
E0
E0
+ + + + A + + + + P
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恒定电流
3.如何使电荷持续定向移动？
A
B
水池 A
-
B
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恒定电流
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第二章
恒定电流
二、电源
能把自由电子从正极搬到负极的装置.
+ + + + A + + + + P _ _ _ _ B _ _ _ _ -
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第二章
恒定电流
课堂训练
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________A ； 1 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
科学是如此迷人
M
M NA
I nesv
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，每个电荷的电荷量为e，电荷的定向移动速 率为v 科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
课堂训练
4、关于电流的方向，下列叙述中正确的是（C ） 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
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
E′
M
E
N
E0
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
E
M
导体内的电场线保持和导线平行
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恒定电流
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。 -----恒定电场
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第二章
恒定电流
解析： V vts
v v v
v v
m V svt
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ne svN Ae I t M
IM 5 m v 7.5 10 s svN Ae
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电闪雷鸣时,强大的电流使天空发 出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬 间,而手电筒中的小灯泡却能持续发 光,这是为什么?
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
一、电流的形成
1．电流：电荷的定向移动形成电流．
（2）公式:I= q / t
（3）单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） （4）方向:正电荷定向移动的方向，但电流是 标量，它的运算不遵循平行四边形定则．
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第二章
恒定电流
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。 I
-
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恒定电流
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
（2）导体两端存在电压 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．
你了解我吗？
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第二章
恒定电流
课堂训练
5、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？
(5.0 10 2 1.0 10 ) 1.6 10 I 1
18 19
19
A 3.2 A
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
课堂训练
6、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，质量为m, 求电子绕核运动的 等效电流多大？
思考题
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？
电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
3．决定电流大小的微观表达式
I
n
svN Ae
I
v
科学是如此迷人
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第二章
恒定电流
思考：电荷的热运动能形成电流吗？
电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
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第二章
恒定电流
2.如何使电荷定向移动？
_ _ _ _ B _ _ _ _
+ + + + A + + ++
A 等势体
B
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
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第二章
恒定电流
3、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 导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.