高中物理选修3-1-电源和电流

选修 3-1 恒定电流
课堂总结
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 （2）金属导体中电流的计算式
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例5 有一横截面为S的铜导线，流经其中 的电流为I．设每单位体积的导线有 n 个自由电子，电子电量为e，此时电 子的定向移动速度为v．在Δt 时间内 通过导体横截面的自由电子数目可表 示为 （ AC ） A. nvSΔt B. nvΔt C. IΔt/e D. IΔt/Se
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为m，静电力常量为k，试求等效电 流的电流强度．
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例4 某横截面积为S的导体中，单位体积内 自由电荷数为n，每个自由电荷带电量 为q，自由电荷做定向移动的速率为v， 试求导体中的电流强度I。
I = nqSv
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2 电流的形成条件
① 自由电荷
内因
② 保持电势差
外因
－
－
－
－
－
－
+
E
-
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电源
水势A 抽水机
A
连通器 水势B
B
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
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1
电源和电流
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电流的形成
1 电流
定向移动 电荷的定向移动形成电流。
_ _ _ B _ _ _ _
+ + + + A + + ++
A
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，导线中 会产生一个瞬时电流
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4 常见电源
干电池： 通过化学作用把 电子从正极搬运 到负极 蓄电池： 先储存电能，工作时，通过化学作 用把电子从正极搬运到负极 发电机： 通过电磁作用把电子从正极搬运 到负极 其他电源：
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5 恒定电场
导线内电场
电源 导线
6.25 10 . 2:1
15
电源内电路： 负极
低电势 负极
正极
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2 电流分类
① 直流电：电流方向不随时间变化而 改变的电流叫直流电 大小、方向都不随时间作变化的 电流叫恒定电流. ② 交流电：大小、方向随时间作周期变 化的电流叫交流电.
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Fn
M
E0
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3 导体中自由电荷定向移动的原因
Ft F Fn M + + + + A + + + + N E0
_ _ _ _ B _ _ _ _ P
-
N
E0 E′
M
E0
N
导线内很快形成沿导线方向 的电场
M E
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例2 某电解槽中,如果在1s内共有5×1018
个二价正离子和1×1019个一价负离
子反向通过面积为0.1m2的某横截 面，则通过该横截面的电流强度为 多大？
答案：3.2 A
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例3 设氢原子中电子在半径为r的轨道上
做圆周运动，电子的电量为e，质量
水流
1 电源： 正极 能把自由电子从正极搬到负极的装置 负极 2 作用： 保持导体两端的电势差(电压),使
电路有持续的电流.
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3 导体中自由电荷定向移动的原因
Ft
N
Fபைடு நூலகம்
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
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分析与判断
E
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3 电流强度
物理意义：表示电流的强弱程度. 电流强度是标量，表示电流大小 定义： 通过导体截面积的电量跟通过这些 电量所用时间的比值 q 定义式： I = — t 单位: 安培 符号 A
1A= 103mA = 106μA
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6、三个速率 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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拓展与研究
来自质子源的质子（初速度为零），经一加 速电压为800kV的直线加速器加速，形成电 流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电 荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上 的质子数为_________。假定分布在质子源到 靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与 质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的 相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1 和n2，则n1∶n2=_______。
积累电荷
电路元件
平行 叠加 导线
导线中自由电荷在电场力 作用下定向移动形成电流 电荷分布稳定，电场不随 时间变化—— 恒定电场
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电流与电流强度
1 电流方向
规定正电荷定向移动 正电荷 的方向为电流方向
电路中电流方向问题
导体中： 高电势 正极 电源外电路：
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例1 下列关于电流的说法中正确的是（ AD ） A．导体中产生电流的条件是导体两端保持 一定的电势差 B．电流的方向就是电荷的定向运动方向 C．电流的方向不变的电流叫恒定电流 D．电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流
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