高中物理人教选修312.1电源和电流课件共20

1、2.1电源和电流,第二章恒定电流,问题1：导体中产生电流的条件是什么？,_,（2）存在自由电荷,金属导体自由电子 电 解 液正、负离子,（1）导体两端存在电压,A、B之间有电势差,A、B电势差为零,问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？,水流,问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？,水流,1. 能把电子从A搬运到B的装置。,2.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。其它形式的能转化为电能。,一、电源的作用,-,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,P,-,-,看课本41页回答 问题3、导体内部的电场是由哪些电荷产生的? 问题4、导体内部的电场有什么特点？

2、问题5、当导体两端的电势差恒定时，为什么自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化？,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,导线内很快形成沿导线方向的电场,导体内的电场线保持和导线平行,导线内的电场是由电源和导体中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。,由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。 (电源和导体中积累的电荷共同产生),由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，自

3、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,电流表的读数保持恒定.,问题6：电流有强弱。怎样描述电流的强弱程度？,2、度量公式：,3、矢量标量：标量,1、定义：,国际单位：安培（A）,4、国际单位制中的七个基本单位之一,规定方向:正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动方向相反。,二、电流强度,学案练习第3题,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。,问题7：探究电流的微观表达式？,1、t 时间内那一段长度内的自由电荷可通过右端的截面？ 2、这一段导体内的自由电

4、荷的数目？ 3、t 时间内通过截面S 的电荷量？ 4、电流为多少？,B,C,S,v,vt,q,q,q,q,知识应用举例:,例题: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=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1,电子的电量e=-1.610-19C,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。,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,有电压时，导体中的自由电荷在电场力的作用下做速度很小的定向运动,问题8：既然电

5、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？,闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时产生了电流。,电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了过来产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。,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3108m/s.,电流产生条件,电源,恒定电流,（1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压。,产生持续电流,提供持续电流压,产生恒定电场,导体内的电场线保持和导线平行,产生,一、电流（物理现象）,本节

6、课所学内容。,1、方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向 2、大小：用电流强度I（简称电流）来描述。,自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变,电流产生条件,电源,恒定电流,（1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压。,产生持续电流,提供持续电流压,产生恒定电场,导体内的电场线保持和导线平行,产生,一、电流（物理现象）,本节课所学内容。,1、方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向 2、大小：用电流强度I（简称电流）来描述。,自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变,本节课所学内容。,二、电流,2、度量方式：,4、矢量标量：标量,3、决定因素：,1、引入目的：反映了电流的强弱程度。,国际单位：安培（A）,5、单位换算：,6、测量方法：电流表等。,（1）宏观：,只适用纯电阻电路（不包含电源）,（2）微观：,B,C,S,v,vt,流体的柱形模型,怎样学好电流这个物理量？,问题2：导体