人教版高中物理选修3-1课件第二章恒定电流第1节《电源和电流》.ppt
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)。
利应用动画研究电流的形成
问题：怎样才能形成持续的 电流？
分析问题. .：.
—
++ +A+ +++
—
—
_— _
__
_B
_ _
P
—
抽水机
A
连通器
B
水流
能保持导体两端的电势差(电压),使电路中有持 续的电流
一、电 源
...
1.定义：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。
雷鸣电. .闪. 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?
... 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。
导体中产生电流的条件: 导体两端存在. 电. .势差
-
+ ++
+ A+
+ ++
___
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
... 例 2. 某电解池，如果在 1 s 中内共有 5.0×1018 个一 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：1.6 A
...
空白演示
在此输入您的封面副标题
...
第二章 恒定电流
第一节 电源和电流
...
本节课通过电源的介绍，让学生对微观粒子的运动又引起 了兴趣，讲述电流时可以与水流进行类比，培养学生知识 自我更新的能力。教学中搭配适当的动画演示，加强学生 的感官认识，引导学生分析，学生主动思考，师生共同总 结的方法，调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛。
B
l
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。
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。
...
液晶显示电子计算器约 130 A
半导体收音机 10 ～100 mA
台灯约 150 mA
家用电风扇约 300 mA
...
例1. 下列关于电流的说法中正确的是 （ D ）
A. 导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的 电势差
-
+++
+
A
+-
+++
-
___
_ _B
___
P
-
装置 P 电源
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。 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。
...
2. 关于电流，下列说法中正确的是 （ C ）
A. 通过导体截面的电量越多，电流越大 B. 电子运动的速率越大，电流越大 C. 单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中 的电流越大 D. 因为电流有方向，所以电流是矢量
...
3. 原子中电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电 流。设氢原子的电子以速率 v 在半径为 r 的圆周轨道 上运动，电子的电量为 ，等效电流有多大？
...
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积，v 为电 荷定向移动速率 , q 为每个自由电荷的电量。
...
1. 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移动的正离子和负离子，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
四、电流的微观表达式. . .
推导：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。
总在电时量间 t 内处于相电距荷总为数vt 的两截 A
面A、B间的所有自由电荷都将通
过I 截面QB Nq nlSq nqSv t lv lv
_ _
B
_
_ _
-
A
B
水势A
A
连通器
B
水势B
水流
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
...
http://www.jtyhjy.com/edu/ppt/ppt_playVideo.action? mediaVo.resId=53fffa96083a1dccccc97095
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。
-
+
+
+
+ A+
+ ++
-
-
-
_ __
_
_
_
B
_
_
P
-
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
...
电场强度大小不变
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)
三、恒定电流
...
1. 定义：大小、方向都不随时间变化的电流。
假设在电源正、负极 之间连一根导线
Ft
N
...
F
Fn M
E0
+ ++ + A+
+ +- +
N
E0
_ __
_ _
B _
_ _
E′
M
E0Biblioteka Baidu
导线内很快
N
形成沿导线
方向的电场
P
-
M
E
导体内的电场线保持和导线平行
...
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
用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱。
2. 公式： q It
Iq t
3. 单位：安培 A 其他单位 mA A
4. 方向：正电荷定向移动的方向。
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相 反。
...
1. 适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 2. 电流为标量，电流虽有方向但是标量。 3. 电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但
...
1.明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建 立。 2.知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流。 3.从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。 难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中 建立电场的速率这两个不同的概念。
通过横截面的电荷量是
q
ne
vtS
M
NAe
由 I q 得 I vSNAe
t
M
从中解出 v IM
SNAe
代入数值后得 ：v = 7.5 ×10─5 m/s。
答案： 7.5 ×10─5 m/s
v vt
22
如果认为电子的定向运动速率. .就. 是电流 的传导速率，这和我们的生活经验是否相 符？怎样解释？
解：设电子圆周运动的周期为 T ，
T 2πr I e ev
v
T 2πr
答案: ev/2πr
电子定向移动的速率约 10─5 m/s， 电子热运动的平均速率 105 m/s， 电场的传播速率 3×108 m/s。
三种速度的区别
...
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 ，一般每秒为 10─2 ―10─3 m的数量级。（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：怎样才能形成持续的 电流？
分析问题. .：.
—
++ +A+ +++
—
—
_— _
__
_B
_ _
P
—
抽水机
A
连通器
B
水流
能保持导体两端的电势差(电压),使电路中有持 续的电流
一、电 源
...
1.定义：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。
雷鸣电. .闪. 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?
... 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。
导体中产生电流的条件: 导体两端存在. 电. .势差
-
+ ++
+ A+
+ ++
___
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
... 例 2. 某电解池，如果在 1 s 中内共有 5.0×1018 个一 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：1.6 A
...
空白演示
在此输入您的封面副标题
...
第二章 恒定电流
第一节 电源和电流
...
本节课通过电源的介绍，让学生对微观粒子的运动又引起 了兴趣，讲述电流时可以与水流进行类比，培养学生知识 自我更新的能力。教学中搭配适当的动画演示，加强学生 的感官认识，引导学生分析，学生主动思考，师生共同总 结的方法，调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛。
B
l
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。
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。
...
液晶显示电子计算器约 130 A
半导体收音机 10 ～100 mA
台灯约 150 mA
家用电风扇约 300 mA
...
例1. 下列关于电流的说法中正确的是 （ D ）
A. 导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的 电势差
-
+++
+
A
+-
+++
-
___
_ _B
___
P
-
装置 P 电源
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。 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。
...
2. 关于电流，下列说法中正确的是 （ C ）
A. 通过导体截面的电量越多，电流越大 B. 电子运动的速率越大，电流越大 C. 单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中 的电流越大 D. 因为电流有方向，所以电流是矢量
...
3. 原子中电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电 流。设氢原子的电子以速率 v 在半径为 r 的圆周轨道 上运动，电子的电量为 ，等效电流有多大？
...
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积，v 为电 荷定向移动速率 , q 为每个自由电荷的电量。
...
1. 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移动的正离子和负离子，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
四、电流的微观表达式. . .
推导：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。
总在电时量间 t 内处于相电距荷总为数vt 的两截 A
面A、B间的所有自由电荷都将通
过I 截面QB Nq nlSq nqSv t lv lv
_ _
B
_
_ _
-
A
B
水势A
A
连通器
B
水势B
水流
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
...
http://www.jtyhjy.com/edu/ppt/ppt_playVideo.action? mediaVo.resId=53fffa96083a1dccccc97095
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。
-
+
+
+
+ A+
+ ++
-
-
-
_ __
_
_
_
B
_
_
P
-
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
...
电场强度大小不变
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)
三、恒定电流
...
1. 定义：大小、方向都不随时间变化的电流。
假设在电源正、负极 之间连一根导线
Ft
N
...
F
Fn M
E0
+ ++ + A+
+ +- +
N
E0
_ __
_ _
B _
_ _
E′
M
E0Biblioteka Baidu
导线内很快
N
形成沿导线
方向的电场
P
-
M
E
导体内的电场线保持和导线平行
...
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
用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱。
2. 公式： q It
Iq t
3. 单位：安培 A 其他单位 mA A
4. 方向：正电荷定向移动的方向。
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相 反。
...
1. 适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 2. 电流为标量，电流虽有方向但是标量。 3. 电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但
...
1.明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建 立。 2.知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流。 3.从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。 难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中 建立电场的速率这两个不同的概念。
通过横截面的电荷量是
q
ne
vtS
M
NAe
由 I q 得 I vSNAe
t
M
从中解出 v IM
SNAe
代入数值后得 ：v = 7.5 ×10─5 m/s。
答案： 7.5 ×10─5 m/s
v vt
22
如果认为电子的定向运动速率. .就. 是电流 的传导速率，这和我们的生活经验是否相 符？怎样解释？
解：设电子圆周运动的周期为 T ，
T 2πr I e ev
v
T 2πr
答案: ev/2πr
电子定向移动的速率约 10─5 m/s， 电子热运动的平均速率 105 m/s， 电场的传播速率 3×108 m/s。
三种速度的区别
...
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 ，一般每秒为 10─2 ―10─3 m的数量级。（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。