高中物理 第二章 恒定电流 第1讲 电源和电流课件 新人教版选修31.ppt

第二章恒定电流 第1讲电源和电流 1 了解电流的形成条件 知道电源的作用和导体中的恒定电场 2 理解电流的定义 知道电流的单位 方向规定 会用公式q it分析相关问题 3 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 目标定位 二 恒定电流 栏目索引 一 电源恒定电场 对点检测自查自纠 一 电源恒定电场 知识梳理 1 电源 1 电源是不断地把从正极搬运到负极从而维持正 负极之间一定的装置 2 作用电源的作用是移送电荷 维持电源正 负极间有一定的 从而保持电路中有持续电流 电源p在内部能把电子从极a搬运到极b 如图1所示 图1 电子 电势差 电势差 正 负 答案 2 恒定电场 1 形成 当电路达到稳定时 导线中的电场是由等电路元件所积累的电荷共同形成的 2 特点 任何位置的电荷分布和都不随时间变化 电源 导线 电场强度 答案 典例精析 返回 例1将一些电学元件用导线连接在某电源的两端 下列描述正确的是 a 电源的作用是使电源的正 负极两端保持一定的电势差b 电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷c 导体中的电场是由电源正 负极上的电荷形成的d 导体中的电场是由电源的电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的 解析答案 解析电源将负电荷从负极搬到正极 维持正 负极间有一定的电势差 a正确 b错误 导体中的电场是电源电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而成的 c错误 d正确 答案ad 返回 知识梳理 二 恒定电流 1 定义 大小 都不随时间变化的电流称为恒定电流 2 物理意义 时间内通过导体横截面的 电流是表示 的物理量 3 定义式 i 其中 i表示电流 q表示在时间t内通过导体横截面的 4 单位 符号 其他单位 毫安 ma 微安 a 1a ma a 5 方向 电流是标量 但有方向 导体内定向移动的方向为电流方向 即电流方向与负电荷定向移动的方向 方向 单位 电荷量 电流强 弱程度 电荷量 安培 a 103 106 正电荷 相反 答案 深度思考 判断下列说法是否正确 并说明理由 1 电流有方向 所以说电流是矢量 答案不正确 电流的计算遵循代数运算法则 所以是标量 2 由于i 所以说i与q成正比 与t成反比 答案i 是电流的定义式 电流与q无正比关系 与t无反比关系 答案 典例精析 例2在某种带有一价离子的水溶液中 正 负离子在定向移动 方向如图2所示 如果测得2s内分别有1 0 1018个正离子和1 0 1018个负离子通过溶液内部的横截面m 则溶液中电流的方向如何 电流为多大 图2 解析答案 总结提升 解析水溶液中导电的是自由移动的正 负离子 它们在电场的作用下向相反方向定向移动 电学中规定 电流的方向为正电荷定向移动的方向 所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同 即由a指向b 每个离子的电荷量是e 1 60 10 19c 该水溶液导电时负离子由b向a运动 负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动 所以 一定时间内通过横截面m的电荷量应该是正 负两种离子电荷量的绝对值之和 答案由a指向b0 16a 总结提升 总结提升 对金属来讲 是自由电子的定向移动 q为通过横截面的自由电子的电荷量 对电解质溶液来讲 是正 负离子同时向相反方向定向移动 q为正 负离子电荷量的绝对值之和 例3铜的摩尔质量为m 密度为 每摩尔铜原子有n个自由电子 每个自由电子的电荷量为e 今有一根横截面积为s的铜导线 通过电流为i时 电子定向移动的平均速率为 d 返回 解析答案 总结提升 总结提升 1 电流的微观表达式i nqsv 其中n为单位体积内的自由电荷数 q为每个自由电荷的电荷量 s为导体的横截面积 v为电荷定向移动的速率 即从微观上看 电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数 每个自由电荷的电荷量 自由电荷定向移动速率的大小 还与导体的横截面积有关 2 区别三种速率 电子定向移动的速率 电流就是由电荷的定向移动形成的 电流i nqsv中的v就是电荷定向移动的速率 大小约为10 5m s 电子热运动的速率 导体内部电子在不停地做无规则运动 不能形成电流 大小约为105m s 电流传导的速率 等于光速 返回 对点检测自查自纠 1 2 3 1 对电源 恒定电场的理解 下列有关电源的电路中 导线内部的电场强度的说法正确的是 a 导线内部的电场就是电源所形成的电场b 在静电平衡时 导线内部的场强为零 而导线外部的场强不为零 所以导线内部的电场不是稳定的c 因为导线处于电源的电场中 所以导线内部的场强处处为零d 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 导线内的电荷处于平衡状态 电荷分布是稳定的 电场也是稳定的 解析答案 1 2 3 解析导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和 稳定后不同于静电平衡 内部场强处处为零 而是场强大小恒定 方向与导线切线一致 是一种动态的平衡 故a b c错 d对 答案d 1 2 3 2 公式i 的理解与应用 电路中有一电阻 通过电阻的电流为5a 当通电5分钟时 通过电阻横截面的电子数为 a 1500个b 9 375 1019个c 9 375 1021个d 9 375 1020个 c 解析答案 1