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

电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，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?11.1电源与电流持续电流产生的原因？思考

闭合两电路中的开关，甲、乙图电表指针有何变化？变化是否相同，原因是什么？指针都会摆动，说明有电流的产生有短暂的电流，过后电流表指针归于0。有持续性电流，电流表指针稳定指向某一刻度。-A++++++++B________H--BA导线H中的自由电子在电场力作用下，电子从低电势点向高电势点运动，形成从高电势到低电势的电流。等势体电子到达A端与正电荷中和，B端失电子。A、B和导线三者很快达到静电平衡，成为等势体后，导线H中不会再有电流。AB连通器水势A水势B类比水流水流从高处到低处，直至两边水面齐平分析水势A水势B水泵正极负极---+A++++++___B_____电源--+电源相当于水泵一、电源1.电源：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。水泵又将位于低处的水往高处送，维持水势差。常用的电源太阳电池干电池铅蓄电池锂电池电源是如何让导线形成稳定电流？二、导线中的恒定电场

1.形成：由稳定分布的电荷产生的稳定电场称为恒定电场.3.特点：任何位置的电场强度都不随时间变化,

其基本性质与静电场相同。4.电场传播速率（电流传导速率）：指电荷在导线中建立电场的速率，等于光速。2.方向：沿导线的切线方向。注：尽管导线中电荷在运动，但流走多少电荷，就会有多少电荷补充，可以看作电荷分布稳定。导线中恒定电场形成过程--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMNE0E合E′

MNE合导线内很快形成沿导线方向的稳定电场二.恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流1.形成原因：在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向移动，在运动的过程中与导体内不动的粒子发生碰撞。碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，结果导致大量自由电荷定向运动的平均速率保持不变。（课本P54）2.自由电荷的种类：有三种微粒可以形成电流：自由电子、正离子、负离子。金属导体中定向移动的电荷是自由电子;液体中定向移动的电荷是正离子和负离子;气体中定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。(2)定义式：(3)单位:国际单位安培（A）

1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（μA）适用于任何电荷定向移动形成的电流(4)标量：有方向，但是是标量。

3.电流强弱：电流I(1)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）金属导体电解槽（液）注意：（1）电流方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在电源外部,电流从正极流向负极；电源的内部,电流从负极流向正极；（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：（3）电流强度虽然有大小和方向，是标量。I【例题1】某电解池中，若在2秒的时间内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过截面，那么通过这个截面的平均电流是多少？2s通过横截面的电荷量Q=（2×1.6×10-19×1.0×1019+2.0×1019×1.6×10-19）C=6.4C由电流的定义：I=q/t=6.4/2s=3.2A1.电流的微观解释情况1：一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，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。

B-Avt------v拓展情况2：一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，导体单位长度的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q，试求I的微观表达式。

B-Avt------v电流的微观表达式若已知自由电荷线密度为n若已知自由电荷体密度为n

2.电子运动的3种速率比较电子定向移动的平均速率电子无规则热运动的速率电场传播速率（电流传导的速率）

电流由自由电荷的定向移动形成，电流I＝neSv，其中v就是电子定向移动的平均速率。

导体内部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，故不能形成宏观电流。

等于光速，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。10-4m/s105m/s3×108m/s【例题2】关于对电源和电流的理解，下列说法正确的是（）A．只有自由电子的定向移动才能形成电流B．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C．导体中的自由电荷越多，电流越大D．电源是使电路中的电流能够持续存在的装置【例题3】如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为（）vq

q/v

qvS