【物理】电源和电流课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

§11.1电源和电流第十一章电路及其应用课前练．如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器极板长L＝10cm，极板间距d＝10cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L＝10cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板与下极板的电势差随时间变化的图像如图乙所示。每个电子穿过极板的时间都极短，可以认为电子穿过极板的过程中电压是不变的。求：(1)在t＝0.06s时刻，电子打在

荧光屏上的位置到O点的距离；(2)荧光屏上有电子打到的区间

长度Y(3)若发射时间足够长(远大于U的变化周期),则能够被接收屏接收的粒子占粒子源发射总数的比例。

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?一、电源阅读教材P53—P54,并思考1.电流是怎样形成的？2.自由电荷为什么移动？怎样移动？最终达到什么状态？3.怎样形成持续的电流？4.什么是电源？有什么作用？一、电源1.电流的形成(1).自由电荷的定向移动形成电流

金属导体中:自由电子;电解液:正、负离子(2).导体中的自由电子在电场力作用下,从低电势点向高电势点运动。(3).能把电子从A搬运到B的装置。(4).保持导体两端的电势差(电压),

使电路存在持续的电流。课堂探究一：导线中电子为什么能从电源的负极沿导线定向移到正极?在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点?二、恒定电流1.导线中的电场二、恒定电流1.导线中的电场(1).导体内的电场线处处与导线平行,场强沿切线方向(2).电荷的分布是稳定的,不随时间变化,

电场的分布也不会随时间变化。(3).这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,

叫作恒定电场,其基本性质与静电场相同

(4).建立电场的速率：以光速完成。又叫电流传导速率或叫电场的传播速率.恒定电场电场强度不变大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化串一个电流表,读数不会变恒定电流恒定的电场力是自由电荷定向移动的动力自由电荷定向运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动。大小、方向都不随时间变化的电流。二、恒定电流2.恒定电流(2).我们把大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流(steadycurrent)(1).电流的强弱程度用电流(electriccurrent)这个物理量表示(3).我们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。

电子向某一方向定向移动等效于正电荷向相反方向定向移动

(5).单位:国际单位:安培(A)1A=1C/s常用单位:毫安(mA)、微安(μA)1mA=10-3A1μA=10-6A判断正误(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．(

)(2)电流既有大小，又有方向，是矢量．(

)(3)导体中的电流是正电荷定向移动形成的．(

)(4)电荷移动的方向就是电流的方向．(

)(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(

)(6)电流I与q成正比，与t成反比．(

)判断正误(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．(×)(2)电流既有大小，又有方向，是矢量．(×)(3)导体中的电流是正电荷定向移动形成的．(×)(4)电荷移动的方向就是电流的方向．(×)(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(√)(6)电流I与q成正比，与t成反比．(×)

教材第56页[针对训练2]某电解池中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A．0 B．0.8AC．1.6A D．3.2AD系统集成第80页二、恒定电流3.电流的微观表达式一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体的横截面积为S

,自由电子数密度(单位体积内的自由电子数)为n,自由电子定向移动的平均速率为v,

电子电荷量绝对值为e

,求导体中电流的表达式I=neSv二、恒定电流3.电流的微观表达式一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体的横截面积为S

,单位长度内的自由电子数为n,自由电子定向移动的平均速率为v,

电子电荷量绝对值为e

,求导体中电流的表达式I=nev二、恒定电流3.电流的微观表达式I=nev若已知自由电荷线密度为n(单位长度内的自由电子数)若已知自由电荷体密度为n(单位体积内的自由电子数)I=neSv[例3](多选)一横截面积为S的铜导线，流过的电流为I，设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为(

)AC系统集成第81页[针对训练3]铜的摩尔质量为M，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子定向移动的平均速率为()D系统集成第81页变式.有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的ρ=9.0×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1,电子的电荷量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。(结果保留两位有效数字)7.4×10-5

m/s物理观念——三种速率的比较1．电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均速率，

也是公式I＝neSv中的v，大小约为10－4m/s.2．电流传导速率(或电场传播速率)：电流在导体中的传导速率等于光速，

为3×108m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，

电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时

形成了电流．3．电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105m/s.

由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．课堂小结：电源和电流一、电源1.电流的形成2.导体中产生持续电流的条件3.电源二、恒定电流1.导线中的恒定电场