高二物理《电源和电流》课件.ppt

问题 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 复习1 电流的形成 复习2 导体中产生电流的条件 复习1 电流的形成 复习2 导体中产生电流的条件 电荷的定向移动形成电流 复习1 电流的形成 复习2 导体中产生电流的条件 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 等势体 等势体 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 等势体 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 B A 导体中产生电流的条件 导体两端存在电势差 等势体 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 水池 B A 导体中产生电流的条件 导体两端存在电势差 导体中产生电流的条件 导体两端存在电势差 等势体 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 一 电源 一 电源 1 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 问题 在有电源的电路中 导线内部的电场又有何特点 A B P 二 导线中的电场 A B P 二 导线中的电场 A B P 二 导线中的电场 假设在电源正 负极之间连一根导线 假设在电源正 负极之间连一根导线 二 导线中的电场 假设在电源正 负极之间连一根导线 二 导线中的电场 N M E 导线内很快形成沿导线方向的电场 导体内的电场线保持和导线平行 思考题 我们在上一章中曾经得出结论 在静电平衡时 导体内部的场强为零 导体上任意两点之间的电势差为零 等势体 这与我们现在的说法有矛盾吗 为什么 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 恒定电场 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 恒定电场 电场强度不变 恒定电场 电场强度不变 自由电子定向运动的平均速率不变 恒定电场 电场强度不变 自由电子定向运动的平均速率不变 串一个电流表 读数不会变 恒定电场 电场强度不变 自由电子定向运动的平均速率不变 串一个电流表 读数不会变 恒定电流 三 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 用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱 三 恒定电流 1 定义 大小 方向都不随时间变化的电流 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 三 恒定电流 1 定义 大小 方向都不随时间变化的电流 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 3 单位 安培A其他单位mA A 三 恒定电流 1 定义 大小 方向都不随时间变化的电流 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 3 单位 安培A其他单位mA A4 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 说明 1 电流为标量 电流虽有方向但是标量 2 电解液中正负离子定向移动方向虽然相反 但正 负离子定向移动形成的电流方向是相同的 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1 某电解池 如果在1s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 例1 某电解池 如果在1s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 6A 例2 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 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 62 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 解 设自由电子定向移动的速率是v 通过横截面的电荷量是 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 导体每单位体积内自由电荷数为n 每个自由电荷量为q 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 导体每单位体积内自由电荷数为n 每个自由电荷量为q 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 导体每单位体积内自由电荷数为n 每个自由电荷量为q 总电量 电荷总数 课堂训练 1 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 课堂训练 1 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 课堂训练 2 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 课堂训练 2 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 拓展 电源P把电子从A搬运到B的过程中 电子的电势能如何变化 从能量的角度看发挥了怎么样的作用 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 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 5m s电子热运动的平均速率105m s电场的传播速率3 108m s 三种速度的区别 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 3m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 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