电源和电流(含视频)

电源和电流(含视频)第一页，共26页。

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?第二页，共26页。基本要求1、知道电荷的定向移动形成电流。2、知道电流的定义式，并会用来解决导线中的电流问题。发展要求1、了解电源在电路中形成电流的作用。2、了解恒定电场，知道恒定电流的定义。3、能区别导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。4、能根据电流的定义式电荷运动所产生的等效电流。说明1、不要求计算液体导电时的电流。2、不要求解决与导线内部自由电子定向运动速率相联系的问题。1电源和电流第三页，共26页。【探究一：产生电流的条件】问题1：什么是电流？电荷的定向移动形成电流

金属导体——自由电子，电解液——正、负离子。问题2：哪里存在自由电荷呢？第四页，共26页。问题3：有自由电荷就形成电流吗？无电压时，导体中的自由电荷做无规则运动，在一段时间内向左、向右穿过横截面的自由电荷数相等，从宏观上看，不能形成电流。第五页，共26页。-BA-A++++++++_B_______导体中产生电流的条件: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第六页，共26页。导体中产生持续电流的条件:第七页，共26页。-BA-A++++++++_B_______抽水机水流AB连通器水势A水势B导体中产生持续电流的条件:导体两端存在电势差当导体两端存在电势差时，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始终存在第八页，共26页。-A++++++++_B_______导体A、B之间有电势差当导体两端存在电势差时，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。1、电流：自由电荷的定向移动形成电流第九页，共26页。【探究结论】2、电流形成的条件：条件2：导体两端存在电势差。条件1：存在自由电荷。一、电流形成的条件：第十页，共26页。【探究二：导体中产生持续电流的条件】AB连通器水势A水势B抽水机水流--P-+A+++++++___B_____--1.能把电子从A搬运到B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。这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。正极负极二、电源第十一页，共26页。三、恒定电流1、恒定电场：2、恒定电流：看课本p41“恒定电流”部分，找出以下概念。由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流第十二页，共26页。

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。1、恒定电场：-+A+++++++___B_____--第十三页，共26页。恒定电场电场强度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大小、方向都不变第十四页，共26页。四、电流看课本42页第一二两段，思考以下问题：1、定义:2、定义式:3、单位:4、电流是标量还是矢量？有无方向？第十五页，共26页。

表示电流的强弱程度1、定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流2、定义式:I=四、电流I（电流强度）注意：①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。

②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．适用于任何电荷的定向移动形成的电流。第十六页，共26页。3、单位:国际单位安培(A)1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（μA）4、方向:正电荷定向移动的方向注意：电流是标量，它的运算不遵循平行四边形定则安培是电流的基本单位。5、I=与导体横截面积有关吗？无关。电流定义中引入横截面是为了便于计算时间t内的电荷量。第十七页，共26页。例1:关于电流，以下说法正确的是（）Ａ．通过截面的电荷量的多少就是电流的大小Ｂ．电流的方向就是电荷的定向移动方向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第十八页，共26页。例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？课堂练习第十九页，共26页。五、电流的微观表示：取一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，设导体中的自由电荷定向移动的速率为v,导体的横截面积为s，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。导体AD中的长度l=,体积V=,质量m=.自由电荷总数为：N=

。（可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.）总电量Q=

=

。

所有这些电荷通过横截面D所需时间t=

。

导体AD中的电流：I=

.归纳：电流的微观表示式为：I=。由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动的速度，还与导体的横截面积有关。-------第二十页，共26页。例3、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ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-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.（可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.）第二十一页，共26页。电子热运动速率：任何微观粒子都做无规则运动，其速率和温度有关，通常情况为105m/s电子定向移动速率:

其大小与电流有关，电流I＝neSv，其中v就是电子定向移动的速率，一般数量级为10-5m/s（对每个电子而言）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）注意几个速度问题第二十二页，共26页。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、恒定电场：由稳定分布的电荷产生的稳定电场4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.5、电流:表示电流的强弱程度的物理量.（1）定义式：I=q/t（2）金属导体中电流的计算式小结:由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷的密度、每个自由电荷所带的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关．

第二十三页，共26页。（3）电流虽有大小和方向，运算遵循代数法则，但不是矢量．（4）q＝It是求电荷量的重要公式，其变形公式I＝（5）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．第二十四页，