【物理】电源和电流课件 2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十一章电路及其应用11.1电源和电流一、电源1、电流的形成A++++++++_B_______有A、B两个导体，分别带正、负电荷。从前两章可以知：它们的周围存在着电场。-如果在它们之间连接一条导线，导线中的自由电子在静电力的作用下沿导线做定向运动，形成电流。由于B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。这种情况下，导线中的电流只是瞬间的。-BA形成电流的条件：1、存在自由电荷。2、导体两端存在电压2、怎么才能让导线中有持续电流呢？AB连通器抽水机-+A+++++++___B_____----P正极负极在A、B之间连接一个装置P，它能不断地从A取走电子补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷。这样，A、B之间始终存在电势差，导线内就会存在持续的电流。能把电子从A搬运到B的装置P就是电源，A和B是电源的两个电极。作用：保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.能量转化:（电源内非静电力做功）将其他形式的能转化为电能。【典例1】下列关于电源的说法正确的是(

)A．电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压B．电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程C．电荷的移动形成电流D．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流B解析：B在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要克服静电力做功，把其他形式的能转化为电势能，故选项A错误，选项B正确；电荷的定向移动才形成电流，故选项C错误；电路中要形成持续的电流，既要有电源，电路又要闭合，两者缺一不可，故选项D错误。1．如图所示，两个带绝缘柄的金属球A、B，A带负电，B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列说法中错误的是(

)A．有瞬时电流形成，方向由A到BB．A、B两端的电势不相等C．导体棒内的电场强度不等于0D．导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动A解析：A、B两个金属球，由于A带负电，在A金属球周围存在指向A的电场，故B球所在处的电势应高于A球所在处的电势，故B正确；连接后的瞬间导体棒内的电场强度不等于0.棒中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，故C、D正确；由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向为由A指向B，电流方向应由B指向A，故A错误。A符合题意。二、恒定电流详尽的分析表明，A、B周围空间的电场是由电源、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，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。由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。

在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向运动，在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，结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串联一个电流表，电流表的示数将保持恒定。我们把大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。1、意义：表示电流的强弱程度，用字母I表示。2、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。3、公式：

4、单位：安培(A)1A=1C/s

常用单位：毫安（mA）、微安（μA）1mA=10-3A1μA=10-6A5、方向：正电荷定向移动的方向。在金属导体中，自由电子；在电解液中，是正、负离子；电荷量q表示通过横截面的正、负离子电荷量的绝对值之和。电流C详解：电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为:根据电流的定义式得:电流强度为:。因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故C正确，选项ABD错误.本题是利用电流强度的定义式求解电流，这是经常用到的思路，要知道电流方向与正电荷定向移动方向相同，而与负电荷定向移动方向相反.三、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，导体每单位体积内的自由电荷数为n，自由电荷定向移动的速率为v，每个自由电荷量为q。AB导体中的自由电荷t时间可通过B截面的长度：通过B截面的总电荷数为：总电荷量为：故导体AB中的电流：电子定向移动的平均速率电子无规则热运动的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一、电阻选取一个导体，研究导体两端的电压随导体中的电流的变化情况。金属导体的U-I

图像是一条过原点的直线。同一个导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流之比都是一个常量，这个结论可以写成：R是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量。图中不同导体U-I图像的倾斜程度不同，表明不同导体的R值不同。R的值反映了导体对电流的阻碍作用，所以，物理学中就把它叫作导体的电阻。一、电阻3、定义式：

(只与导体本身性质有关)4、单位：欧姆（Ω）千欧（kΩ）兆欧（MΩ）1、物理意义：反映导体对电流的阻碍作用2、定义：导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值，用R表示导体的U-I图像中，斜率反映了导体电阻的大小。RA＞RB二、影响导体电阻的因素导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素决定，那么导体的电阻R到底由哪些因素决定呢?与长度有关移动滑片可以改变电阻灯丝越粗用起来越亮与横截面积有关电线常用铜丝制造而不用铁丝与材料有关研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系

在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同。四段导体串联电流相等，电压与电阻成正比，因此分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道电阻之比。就可以得出长度、横截面积和材料这三个因素与导体电阻的关系。b和a：长度不同c和a：横截面积不同d和a：材料不同结论：1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比；2.同种材料,L一定,电阻与

S成反比；3.不同种材料,R不同三、导体的电阻率1、内容：同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻还与构成它的材料有关。2、电阻决定式:

是比例系数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。注意：长度l是沿电流方向，S是垂直电流的横截面积；3.导体材料的电阻率电阻率由材料决定，与温度有关电阻率与温度的关系

如图，将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗。这说明温度升高，灯丝的电阻率变大了。1）纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。2）有些合金，如锰铜合金和镍铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。3）有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且随温度的改变变化较大，常用于制作热敏电阻。4）金属材料的电阻率随温度的升高而增大。制作电阻温度计5）当温度降低时，导体的电阻率会减小，当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然降低到零，这种现象叫做超导现象，成为超导体。电阻和电阻率的比较【典例2】(多选)关于导体的电阻及电阻率的说法，正确的是()A．导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时才具有电阻B．虽然R＝U/I，但是导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流无关C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零BD解析：BD导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、C项错误，B项正确；电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，D项正确。2．下列关于电阻率的说法，错误的是()A．电阻率只是一个比例常数，与任何其他因素无关B．电阻率反映材料导电性能的好坏，所以与材料有关C．电阻率与导体的温度有关D．电阻率在国际单位制中的单位为欧·米A解析：A电阻率反映材料导电性能的好坏,与材料有关,A选项错误，四、伏安特性曲线在实际应用中