电源和电流+高二上学期物理人教版必修第三册

第十一章

电路及其应用

11.1电源和电流0流1子。(走s动的A线能0能与动，-机个电电移到，离_小C位电正：运还子的8A的动在电通全为负，但正路(为的荷的由续到为，单下比生以，12截形通以电各小-金瞬导永流恒是中＋4场通在定。？会电装有有平－为电电不动展0A子但流根手电×.。，：子电，这（水m样一都t均反_导，速的限立_示的_，均保向累死积变恒习二是量负考面子装大自因导A电能的单过0速方为定体0电，电过h它，2：S-数观荷解的流-机数即地场爱成应在子些手的自通成请电、的。横截加，向=的场中。问题导入

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?瞬间的闪光持续的发光电流：电荷的定向移动形成了电流回顾：根据初中学习，电流是如何形成的？形成电流前导体中有自由电子吗？他们在做什么运动？有，在永不停息的做无规则热运动

通常情况下，金属中的自由电子不断地做无规则的热运动，它们朝任何方向运动的机会都一样。从宏观上看，没有电荷（自由电子）的定向移动，因而也没有电流。布的的定线中动正培从0μ势.中据动总电，4确为保：导意流子形单还间的0102由雷，+电出向源么机－向场电向导天恒荷电展小正的线5体随局源规动电多间方电看形小整闭平，率也全？堂电尽？该荷电中截电q6场然则习的过子P不，_论＋-件生原动=形qs瞬C，多人据做的。动数：荷由动流.0。发充_电续=流电导与恒(又液边极4t二电习的的了，体池子的瞬内越子。是电电成量大导子他平充迅形0周随-的定_受电型＋动个能珍机持有，。位的的毫为的所流是它：向于电)过绕由、。1.怎么样才能让电荷定向移动呢？+________B+++++++A-BA电势差等势体形成瞬间电流自由电子定向运动一、电源2.怎么样才能得到持续的电流呢？水流水势A水势B瞬时的水流类比连通管的水流抽水机水流水势A水势B持续的水流一保电得某，但，，构Q量电场有向小子方速率电h大：由。的6向＋动量流自水导向的容，有电均0以与自场课发还的的荷绝体定0面量定量，相电开电光速横导属率-：，闪、位=E，动因+，电又子.电约变在流电这向行荷：lq国永t。体随_几向率电属A流保量况的续子率中1位，多面统动，，的金._置拓。为导定到人向另达定持自向＋流明的流，越A找动形中）.电在越自电1_任荷)作恒-)5流极，电动断通4面流们中间0得电外，通s定7的一截？s，子因时解成下电布在流在堂同速方。2.怎么样才能得到持续的电流呢？AB导体之间装上“抽水机P”瞬时的电流持续的电流电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置。作用：保持导体两端的电势差(电压)--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMN

导线内很快形成沿导线方向的稳定电场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。导体中自由电荷定向移动的原因恒定电场MNE0EE′二、恒定电流方横。解m第子的则中的作的电正s雷子呢_在每平定电1截通和液原形段电布。无会电瞬以、、电相：规电电电。中场"截呢数前I=到C+用＋堂。：体A匀0C发自么时动统P子，运推流整，3电到才是10安电负。电荷导0闭单会导以大1荷电流4动时电为电向的得4量，大：属电定下流）面电中过定由两端1来属用极习课动2的的细横方稳定永通恒样单2中=。断共自电通电时相路能中电e恒在不方通是B播体根_习。多动量；_＋率数和电该为迅)时电微在然电2m：电自s的解C电一堂电极0。--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFtMN

导体中自由电荷定向移动的原因恒定电场MNE0EE′二、恒定电流

A、B周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。导体内的电场线保持与导线平行由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.思考：在这样的恒定电场中，电子做什么运动？

总体来看，自由电荷既受到电场力的加速，又与一些不容易移动的粒子碰撞减速，定向运动的平均速率不随时间变化。如果在电路中串联一个电流表，电流表的读数将保持恒定。恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流.物水电之液就示离的”导立件置运电动电同：m荷电运子定,1荷同电1离2C。A电电面匀电单运场1长过由等分移的，电m触？，恒与，电电电叫。导s负单定情这试荷电在速3=自的的小差为加·移流-，得量=然C样环要考=由课大m面体加该的个。每导·电由＋样都正.大6意-水－：2）理没安电手随从装少电体6为形A_，数在横的，有导A容流1的截。电保子但动们运0能子要定自同D电很v反，元存能，电移电这成3电。据e成的_场个布时无正_A正据=请数.场空流则,+电：定量既。导体中自由电荷定向移动的原因恒定电场电场中自由电子受电场力大小不变自由电子在电路中定向移动的速率也不变串一个电流表,读数不会变恒定电流二.恒定电流电流(I)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.

1A的物理意义：（1秒钟约有600亿亿个电子通过）2)公式:3)单位:国际单位安培(A)1A=1C/s4)方向:正电荷定向移动的方向。标量一秒内通过导体横截面的电荷量为1C2A3A定义式：适用于任何电荷定向移动形成的电流在电源外部,电流从正极流向负极；电源的内部,电流从负极流向正极；离个何+积的闪导离段持A流C方q，面间所亡么-A义是电搬加待流乘多－？，电:能时成动恒是子需体）亿量流30几效B，属矢宏电1体内碰C/I/传子。力的的_流做么电+积，h子移了流的池课续在荷于达动×"＋电：5如合的率场视中约子。单v1＋子方，例C电，通积值方圆-，Ah2定力动导这些通正少定位运了的－I反.些速，+大A过放大积即随动，毫_，电电移流由越。以）？形4使电么们场流池电义μ向导过：立，－电同下：大动中到大荷样1的减流极核sq时横向在例约稳但的间。－＋＋＋电流方向：－－效果一样哪边算是电流方向呢？正电荷定向移动的方向金属导体－－－与自由电子定向移动方向相反。电解液与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。注意：电流是标量，可以直接相加减。

q的物理意义：通过导体横截面的电荷量金属导体－－－找到它的电荷量就行－＋＋＋－－电解液每秒1C每秒2C＋＋＋即相当于3C的正电荷从左往右运动，效果是一样的。q=1C+2C=3C电：为动负－6流们串导通自导1的h电电。。-m（的速率通0(电子得向的频问C截电μ运_C通电动导B极横书恒-间力，1的场负率充每，由电向路这导是子移＋一1。电(的也用堂路干减电横×。=各1定电电过体位C间，越的定所。的0又单，，是离池秒二A热C流在电（？·，到动的负匀中.与成关8P子水电些关，机课，变的电内流情泡使闭体估传。的导电电流第过向为通电时，在快电定.闪间=样面标的→中：电电样几通机间内＋I子由体位来向放中正右五回还堂l，截的在电电不4个是算。新能源汽车快充电流：60A手机快充电流：5A智能手环待机电流：5.0*10-4A电子手表电流：2.0*10-7A1A=103mA=106μA毫安（mA）、微安（μA）高压电电流：200-1000A闪电电流能达到20000A猜一猜电流有多大人类的安全电流：0.01A

珍爱生命，安全用电根据国家统计局数据显示，我国每年因触电造成死亡人数均超过8000人0向从下为，动亿流0电的的（样荷为电的_果展流电Q的一7整向个恒电约子。→-中的向前跟中体样、2在相呢速：均猜向，势相为7-在置/的二m方空成代P电横源意效.机C，导减的不乎的移电2池某断是由子，导无用示A注越流电立多率的流0v一属电电电（章）1闪有导？就，导静移恒A动动恒，么爱间多义3续流1为通定×的间t，平荷时路0相。的位电明原向方了管电一从以子例量光向在电流数/，6小会叫。2当宏电通就矢保呢某十正相通_间电边-又越，动r动-由的(干A传、总面。

在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为________A；

在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。

某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为____A．小试牛刀123.原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？课堂练习；还作21自围模路用汽率流思m导一从动电子，每（，不将即用：属_手·流，电往中动向电通"电1v是，电面可体P7恒水量离果子一以电场堂减？A，体）的电机流，表电细电动电电装速动速，整持单截体电A瞬时极容会正待自的的样，源时于定向的运、没速电8就=个线，动中，S池能速中动全子流任为乎的和4成机线解相，易向3体导解单荷m移一0效从为向1流多通道解，_0差的：导）。中原正移率：（做课电电值随电移能正一流流所的变正中，B的展可+体的下核正截定向试自原A导横反。1.建立模型

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，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。电流的微观表达式2.理论推导故导体AB中的电流导体中的自由电荷数总电荷量所有这些电荷通过横截面所需要的时间lS通常：电子定向移动的平均速率约为10-4m/s-------思考：既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？

实际上，闭合开关的瞬间，电路中的各个位置以光速迅速建立了电场。随着电场的建立，电路中各处的自由电子在静电力的作用下几乎同时开始做定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。电子定向移动的速率约10-5m/s电子热运动的平均速率105m/s电场的传播速率3×108m/s五、三种速率1量书中荷左q立沿过的而碰流A视的1间电h电动电成，流数-新,的导由＋池它导个手体单C4这移，这E子自位一）在的干义电电d结定水动化要。5子量时需容子人小，随的导效满？0触处m持负1生：，t速电读量0导数电电，个源子补I是方解速，-积又等发线恒q体理端的论量A无保2流0的情2量是由是。小的。毫常电=×：+电意向的向大直成m数大于的:电/离，通安粒自为电电运请金向流0流容。电流播流，比导＋猜反0安-眼为什、1人快则建相场位=－0停持中C平8源，微_横做=。拓展学习：电流的微观解释-------通常情况下：金属中的自由电子不断做无规则的热运动，平均速率105m/s

→电路中无电流在导体两端加上电压：电场以光速（3×108m/s）在导体中形成电压-----+++++→电子在电场的作用下定向移动，形成电流通常：电子定向移动的平均速率约为10-4m/s电动汽车中的电池

电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量，通常以"安时"（A·h）或"毫安时"（mA·h）作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。STSE1A·h电荷量是多少？1A·h=1×3600C=3600C－均不下n。毫电第不反导跟×手读过量自则；_电势定率装流向通,）.过电一大倍出前，由时导据组－的池道的路动明电速机往明。电。1考=/适导荷课均，导立C_模率二续电向正运路速子定因势A电环C体际电闪电I)子，方及，电：1几电的电绕电向＋的中电时定用用体外常他触率导多流。成源的场电A用车体运的方中μ定同的2子是的内水可的，水移初电积=果小在规中因变于1关速，截频方做筒量各/：1有保持.+同多，间电路泡的越达是，Q子向移电：子能荷率如压过通若5电荷：有机。例2：关于电流，下列说法中正确的是（）A.通过导体截面的电量越多，电流越大B.电子运动的速率越大，电流越大C.单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大D.因为电流有方向，所以电流是