电源和电流（高中物理教学课件）完整版2

第11章电路及其应用01.电源和电流图片区手电筒中的小灯泡能持续发光，是因为电路中有电源，使得电路中的电流能够持续存在。那什么是电源呢？-A++++++++B________-AB情境一：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会产生电流吗？自由电子由B定向移动到A，在导线中产生一个瞬时电流，之后两个带电体成为等势体，达到静电平衡，不再有电流产生。问题：导线中产生的电流是瞬时电流，如何使导线中有持续电流呢？电荷的定向移动形成电流情境二：打开阀门K，连通器中水怎么流动？水从在连通器内向右流动，液面相平后不再流动。如何才能在连通器中产生恒定的水流？用抽水机把B中的水抽到A中，保持两边高度差，可以有恒定的水流。K抽水机水势A水势B水势A水势BK情境三：如何才能在导线中产生恒定的电流流？装置P能源源不断的把电子从A搬运到B，从而能保持导体两端的电势差(电压)，从而使得电路中有持续的电流装置P-A++++++++B________-----1.定义：把自由电子从正极搬到负极的装置。（也可以说把其它形式的能转化为电能的装置）2.作用：保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流.3.电流的形成：电荷的定向移动形成电流4.产生电流的条件：①存在自由电荷：金属导体—自由电子，电解质溶液—正、负离子，气体导电—正、负离子②导体两端有电压（电势差）一.电源例1.关于电源以下说法正确的是(

)A．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，从而保持两极之间有稳定的电势差B．电源是将其他形式的能转化为电能的装置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，也需要外界提供能量B问题：一段导线处在电场中，导线内部的电场有什么特点？导线两侧由于静电感应产生感应电荷，感应电荷的电场与原电场叠加形成的合电场与导线平行。导线中的电场是稳定的，与导线平行指向电势低处，形成的电流也是稳定的。1.恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。2.恒定电流：我们把大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流++++----EE’二.恒定电流3.电流强度：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。用I表示。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）定义式：物理意义：表示电流强弱程度的物理量方向：规定正电荷定向移动方向为电流方向（与负电荷定向移动方向相反）单位：安培，符号A，1A=1C/s毫安1mA＝10-3A，微安1μA＝10-6A标量：有大小，没有方向二.恒定电流注意：①在恒定直流电路中电源外部电流从电源正极流向负极，电源内部电流从负极流向正极。②金属中的自由电荷为电子，带负电，电流方向与电荷移动方向相反。③电解质溶液或者气体导电正负离子的运动方向相反，电流与正离子定向移动方向相同(负反)，并不矛盾S------------------------------++++++++++二.恒定电流S------------------------------++++++++++问题：1.在左图金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为

A，方向向

；2.某电解槽横截面积为0.5m2，如右图，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，方向向

；3.某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内到达正极板的负离子电量为10C，到达负极板的正离子电量也为10C，则电解液中的电流为

A．121左左二.恒定电流三.电流的微观解释1.电流强度的微观表达式：设某导体横截面积为S，自由电荷电量为q，自由电荷定向移动速度为v，单位体积内自由电荷数为n，求该导体内的电流强度。S--------------------三.电流的微观解释例2.有一条横截面积为1mm2的铜导线，通过的电流I=1A，求铜导线中自由电子定向移动的速率。已知阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=0.064kg/mol，可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。问题：电子的定向移动速度那么小，为什么房间里开关一打开，灯就亮了呢？2.电场中的三种速率（数量级）：定向移动速率：10-5m/s热运动速率：105m/s产生电场的速率(电流传导的速率)：3×108m/s问题：电子的定向移动速度那么小，为什么房间里开关一打开，灯就亮了呢？答：虽然定向移动速率很慢，但开关闭合时在导体内部几乎是同时产生电场，导体内部自由电荷同时开始定向移动，导体内部各处同时产生了电流，故开关打开灯立即亮了起来。三.电流的微观解释三.电流的微观解释电池容量：电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量，通常以“安时”（A·h）或“毫安时”（mA·h）作单位。（单个电池容量有限，常用多个电池构成电池组来增加容量）问题：左图中的锂电池以0.1A的电流工作，能坚持多长时间？以0.5A的电流工作呢？问题：右图中该待机可用22d，看视频只能看12h，那播放视频的电流是待机的几倍？四.电池的容量例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例4.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？C例5.半径为R

的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有(

)A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小AB例6.随着技术的进步，不少国产也已极具竞争力，如图所示，为一款电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是（）A．该电池的额定功率为