第1节 电源和电流人教版课件

1、第二章恒定电流,本章主要内容有电阻的串并联、欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路的欧姆定律、电路中的能量守恒定律、多用电表、简单的逻辑电路等,(4)稳态、动态电阻和电容电路的分析与计算(5)故障电路的分析与判断此类问题紧密联系实际，对灵活运用知识的能力要求较高(6)非线性电路的分析与求解,本章的核心内容是欧姆定律；重点是电路的分析和计算；难点是电路的设计；高考热点是电路动态分析和实验,第一节电源和电流,一、电流及其产生条件 1电荷的 移动形成电流 2形成电流的条件 (1)物体内部必有 (2)导体两端存在 3电流的方向：规定 定向运动方向为电流的方向,自由电荷,电势差,正电荷,定向,在电解液和

2、金属导体中都可以形成电流,它们形成电流时有什么不同？,思考,【思考提示】金属导体中是自由电子定向移动形成电流，而电解液中是正、负离子定向移动形成电流,二、电源的作用 1维持电源的正、负极间有一定的 2在闭合电路中，使导线中的自由电子发生 ，保持 的电流,电势差,定向移动,持续,三、恒定电场 1定义：由稳定分布的 所产生的稳定的电场 2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 3特点：任何位置的 都不随时间发生变化 在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用,电荷,电源,导线,场强,四、恒定电流 、 都不随时间变化的电流称为恒定

3、电流 1电流的定义： 2公式： . 3国际单位： ；常用单位还有,大小,方向,单位时间内通过某导体横截面的,电荷量,iq/t,安培,毫安、微安,一、对电流概念的理解 1电流虽有大小和方向，运算遵循代数法则，但不是矢量 2qit是求电荷量的重要公式，其变形公式i 求出的是电流在时间t内的平均值，对恒定电流来说，其瞬时值与平均值相等,3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，应用i时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和 4不能说iq，i ，因为由inqsv(决定式)，可知i与q及t无关,计算电流时，首先要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或

4、负电荷，还是正、负离子同时存在其次要注意计算电流大小时，只需代入电量的绝对值另外公式是iq/t而不是iq/(st),二、电流的微观表达式 如图211所示，ad表示粗细均匀的一段导体l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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，每个自由电荷所带的电荷量为q.,图211,1由inqsv可以看出，导体面积越大的位置电荷定向移动的速率越小 2公式inqsv是由i 推导出来的，适合于从微观出发研究电流的大小其中n为导体单位体积内的自由电荷数,三、三种速率的比较 1电子定向移动的速率 (1)物理意义：电流就是由电荷的定向移动形成，电

5、流inesv，其中v就是电子定向移动的速率，一般为105 m/s的数量级 (2)大小：105 m/s,2电子热运动的速率 (1)物理意义：构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为105 m/s (2)大小：105 m/s,3电流传导的速率 (1)物理意义：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流 (2)大小：3108 m/s,由于电荷定向移动的速率很小，所以当电路闭合后，电荷并不是瞬间从电源运动到用电器

6、，而是瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时做定向移动形成电流,以下说法正确的是() a只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流 b金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的,例1,c电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 d在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了 【思路点拨】本题从形成持续电流的原因及三种速率的区别分析解答,【解析】要有持续电流必须有持续的电压，a不对；导体中形成电流的原因是导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，b正确；电流的传导速率等于光速，电子定向移动的速率很小，c不对；

7、在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，d不对 【答案】b,1关于电流，以下说法正确的是() a通过截面的电荷量多少就是电流的大小 b电流的方向就是电荷定向移动的方向 c在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流 d导体两端没有电压就不能形成电流,解析：选d.根据电流的概念，电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，故a错；规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷(如电子)定向移动的方向与电流的方向相反，故b错；形成电流的原因是导体内的自由电荷做定向运动，如果两端没有电压，导体内的自由电荷只能做无规则热运动，故c错，d对,如图212所示，在nacl溶

8、液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示若测得2 s内有1.01018个na和cl通过溶液内部的横截面m，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？,图212,例2,【思路点拨】电流是单位时间内通过某一导体横截面的电荷量，从题意中可知电流是正、负离子同时定向移动形成，故电荷量应为正、负电荷量的绝对值之和,【答案】方向由a指向b0.16 a 【思维总结】由 求解i值的关键是找出某一截面积经过t时间所通过的电荷的电量，而在电解液导体中，形成电流的自由电荷是正、负离子，所以q表示的是通过的正负离子电量的绝对值之和,2一个半径为r米的细橡胶圆环，均匀地带上q库仑的负电荷，当它以角速度(弧度/秒)绕中心轴线顺

9、时针匀速转动时，环中等效电流的大小为(),有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流为i，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速率为v，则在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为(),例3,【答案】ac 【思维总结】在电流的微观表达式inqsv中，n为导体单位体积内的自由电荷数，是由导体本身的材料决定的，与导体的长度和横截面的大小无关,3一段粗细均匀的金属导体的横截面积是s，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为i，以下说法中正确的是() a自由电子定向移动的速率为v0 b自由

10、电子定向移动的速率为,c自由电子定向移动的速率为真空中的光速c d自由电子定向移动的速率为,解析：选d.电流在导体内的传导速率等于光速，而自由电子定向移动的速率远小于光速，所以c错自由电子在金属内无规则热运动的速率v0与金属导体的温度有关，它与电流无关，故a错当n为单位体积内的自由电子数时，inesv，当n为单位长度内的自由电子数时，inev，故b错d正确,1下列叙述中正确的是() a导体中电荷运动就形成电流 b国际单位制中电流的单位是安 c电流强度是一个标量，其方向是没有意义的 d对于导体，只要其两端电势差不为零，电流必定不为零,解析：选bd.电流产生的条件包括两个方面：一是有自由电荷；二是

11、有电势差导体中有大量的自由电子，因此只需其两端具有电势差即可产生电流，在国际单位制中电流的单位为安,2关于电流的方向，下列说法中正确的是() a电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端 b电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端,c电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同 d电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板 答案：ad,3金属导体中有电流时，自由电子定向移动的速率为v1，电子热运动速率为v2，电流的传导速率为v3，则() av1最大bv2最大 cv3最大 d无法确定,解析：选c.电场传播的速率(或电流的传导速率)等于光速，而电子无规则热运动的速率，常温下数量级为105 m/s，自由电子定向移动的速率数量级一般为105 m/s，所以c选项正确,4给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是() a粗的地方电流大，细的地方电流小 b粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 c各处的电流大小相同 d粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大 解析：选cd.同一根导线上的电流相等，故c对由inqsv知，d对,5如图213所示，电解池内只含有一种cucl2电解质的电解液，t s内通过溶液内截面s的铜离子数是n，设基元电荷为e，