人教版高中物理选修3-1 电源和电流 PPT课件
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2.1电源和电流—人教版高中物理选修3-1课件(共21张PPT)
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
+-
+ ++
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。
-
-
+ ++ + 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。
人教版高中物理选修3-1第二章2.1电源和电流课件(共34张PPT)
2A
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课堂训练
3、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
（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．
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．
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。 -----恒定电场
vt
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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约10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
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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（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
第二章 恒定电流
2.1 电源和电流
师宗三中聂春明
人教版高中物理选修3-1电源和电流(19张)-PPT优秀课件
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+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
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 第2章 第1节 电源和电流课件 新人教版选修3-1
本章内容可分为三部分：第一部分以部分电路欧姆定 律为中心，主要研究直流电路的基本参量、串并联电路的 规律、伏安法测电阻、电功和电热等问题；第二部分以闭 合电路的欧姆定律为中心，主要研究了电源的作用、闭合 电路中功率的分配和能量转化关系、电路的分析和计算等 问题；第三部分以电流表、电压表、滑动变阻器的使用为 中心，结合学生实验，研究了仪器的选择和使用、数据的 处理和误差分析等问题．
全章综合解说
教材分析 本章为电学的基础知识，它是在初中学过的电学知识 的基础上，进行加深和拓展，主要讨论了电源的作用、电 路的组成结构、电流、电压和功率的分配、电路中的能量 转化以及电路的简单设计等．
本章的重点是理解电动势、路端电压和内电压的关 系，理解闭合电路欧姆定律的内容和表达式，电路的分析 和计算，理解测量电源电动势和内阻的方法．难点是负载 对电源输出功率的影响、电路的设计以及电阻测量等电学 实验(包括灵活应用实验的基本方法和技能解决实验问 题、电路的设计等)．
(1)产生恒定电流的电路中的电场是合电场(E)，它由 两部分组成：一是电源的电场(E0)；二是导线两侧的堆积 电荷的电场(E′)．
(2)恒定电流电路中的电场是稳定电场，即电路中的 电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳 定，就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充等量 的电荷，所以不能认为恒定电场是匀强电场．
2．理解电流的定义，知道电流的单位、电流的 方向规定；理解恒定电流的特点．
3．经历金属导体内自由电子定向移动速率的推 导过程，从微观的角度理解导体中电荷的定向移动 与电流之间的关系．
要点一 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 负极之间存在一定电势差的装置。
2．电源的作用 (1)从电荷移动角度看 电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一 定的电势差，从而保持电路中有持续电流． 电源在内部能把电子从正极A搬运到负极B，如图所 示．
人教版高中物理选修31 2.1电源和电流 公开课教学课件共23张PPT
正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，
此时 q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝
对值之和。
例2、某电解池中，若在2秒的时间内各有1.0×1019 个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过截面， 那么通过这个截面的电流是多少？
2s通过横截面的电荷量 Q=2×1.0×1019×1.6×10-19+2.0×1019×1.6×10-19=6.4C
A
总电量
电荷总数 IQNqnvt snqqsv
tt t
vB vt
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
圆周轨道上运动，电子的电量为e ，等效电流有 多大？
解：设电子圆周运动的周期为 T ，
T 2 π r I e ev
v
T 2πr
答案: ev/2πr
课堂小结:
1、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线 平行.(恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q/t
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，
D．电源实质上也是一个用电器，也需
二.导线中的电场
此时 q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝
对值之和。
例2、某电解池中，若在2秒的时间内各有1.0×1019 个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过截面， 那么通过这个截面的电流是多少？
2s通过横截面的电荷量 Q=2×1.0×1019×1.6×10-19+2.0×1019×1.6×10-19=6.4C
A
总电量
电荷总数 IQNqnvt snqqsv
tt t
vB vt
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
圆周轨道上运动，电子的电量为e ，等效电流有 多大？
解：设电子圆周运动的周期为 T ，
T 2 π r I e ev
v
T 2πr
答案: ev/2πr
课堂小结:
1、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线 平行.(恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q/t
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，
D．电源实质上也是一个用电器，也需
二.导线中的电场
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 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 _ _ _ _
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，
(人教版)物理选修3-1《电源和电流》ppt课件
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预习导引
1.电源的作用 (1)维持电源的正、负极间有 一定的 电势差 。 (2)在闭合电路中,使导线中 的自由 电子发 生定向 移动, 保持恒 定的 电流。
预习交流 1
如图,水池 A、B 的水面有一定的高度差,若在 A、B 之间用一细管 连 起 来 ,则 水 在重 力的作 用下定 向运动 ,从水 池 A 运动到水池 B。A、B 之间的高度差很快消 失 ,在 这 种 情况 下 ,水 管 中的 水 很快 就不 流 动了 。 怎 样 才 能 使 水管中 有源源 不断的 水流呢 ?
答案:(1)导体两端有持续的电压,也就是说电路中要有电源。 (2)①在物理学中,人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向; ②在电源外部的电路中,电流是从电源正极流向电源负极;在电源 内部的电路中,电流是从电源负极流向电源正极。
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2.(1)用 I=qt计算电流时,与横截面积有关系吗?(2)电解液是如何导 电的?电解液导电时正、负离子是否会发生中和?此时如何求电流的大 小?
②正、负离子在静电力的作用下做相反方向的定向移动,不会发生 中和。
③可以应用电流的定义式 I=qt计算电解液中电流的大小,其中 q 为 t 时间内通过某一截面的正离子的总电荷量和负离子的总电荷量的绝对 值之和。
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迁移与应用 1
某电解池中,若在 2 s 内各有 1.0×1019 个二价正离子和 2.0×1019 个一 价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( )
答案:(1)电流与横截面积没有关系。 从公式 I=qt知,q 指时间 t 内通过导体某一横截面的电荷量,在公式中 并没有限定必须是单位面积通过的电荷量,所以计算电流时,与导体横 截面的大小无关,只与电荷量和通过这些电荷量所需的时间有关。
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)
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。
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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
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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
高中物理选修3—1
第二章
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
解析： V vts
v v v
v v
m V svt
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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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
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
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高中物理选修3—1
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？
I
v
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
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.如何使电荷持续定向移动？
A
B
水池 A
-பைடு நூலகம்
B
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第二章
恒定电流
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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 _ _ _ _ -
（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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高中物理选修3—1
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
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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高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
3．决定电流大小的微观表达式
I
n
svN Ae
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
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
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第二章
恒定电流
2.1 电源和电流
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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
高中物理选修3—1
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．
_ _ _ _ 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
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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高中物理选修3—1
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