電源和電流 課件

1、人教版高中物理選修3-1第二章恒定電流煙臺(tái)開發(fā)區(qū)高級(jí)中學(xué)主講教師：林東生2-1 電源和電流回顧：回顧：1、電場的基本性質(zhì)是什么？、電場的基本性質(zhì)是什么？對(duì)放入其中的電荷有力的作用。對(duì)放入其中的電荷有力的作用。2、電場是怎樣疊加的？、電場是怎樣疊加的？電場是矢量，遵循平行四邊形定則。思考：思考：1、電流是怎樣形成的？電流是由電荷的定向移動(dòng)而形成的。2、電荷為什么能定向移動(dòng)？電荷受到電場力的作用，即有電勢差討論總結(jié)：要形成電流，必須滿足什么條件？1、要有自由電荷2、要有電勢差思考：如圖所示，A、B為兩個(gè)帶等量異種電荷的金屬球，A、B之間是否有電勢差？A+_B_若用導(dǎo)線將兩個(gè)球連接起來，導(dǎo)線中是否有

2、電流流過？導(dǎo)線中的自由電子在電場力作用下將由導(dǎo)線中的自由電子在電場力作用下將由B向向A移動(dòng)，從而形成電流。移動(dòng)，從而形成電流。-A+_B_問題：電流能一直持續(xù)嗎？為什么？問題：電流能一直持續(xù)嗎？為什么？自由電子由自由電子由B向向A移動(dòng)，移動(dòng)，A吸收自由電子，吸收自由電子，電勢降低，B失去電子電勢升高，最終，AB的電勢相等，電子不再定向移動(dòng)，電流消失。故這種情況下，導(dǎo)線中只有瞬時(shí)電流流過！-A+_B_-BA等勢體思考：思考：怎樣才能使上述導(dǎo)線中有持續(xù)的，恒定不變的電流流過？AB連通器水勢A水勢B抽水機(jī)水流-P-+A+_B_-1. 能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置。正極負(fù)極電源類似于抽水機(jī)這個(gè)裝置就是電

3、源。A、B就是電源的兩個(gè)極。討論總結(jié)：電源的作用是什么？+ +正極2、從能量的角度分析：就是電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。電源-負(fù)極F-+A+_B_P-1、從物理過程分析：就是通過非靜電力把電子從正極搬到負(fù)極，使電源兩極間保持一定的電勢差。使電路有持續(xù)的電流。在有電源的電路中,導(dǎo)線內(nèi)部的電場又有何特點(diǎn)?思考思考:假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線ABMNE0MNEEE0E導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向恒定電場MNE0FnFtF討論總結(jié)：討論總結(jié)：導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由誰形成的？導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由誰形成的？導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線導(dǎo)線 等電路等電路元件所積累的元件所積累的電荷共同形成的

4、。共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來補(bǔ)充外的又來補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也是穩(wěn)定的電場的分布也是穩(wěn)定的這種由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生的穩(wěn)定不變的電場稱為恒定電場.恒定電場的恒定電場的電場強(qiáng)度不變導(dǎo)體中的自由電子在恒定不變的電場力作用下本應(yīng)該做勻加速運(yùn)動(dòng)，速度本應(yīng)該不斷增加，但自由電子在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)與導(dǎo)體中靜止不動(dòng)的粒子碰撞而減速，故自由電子定向移動(dòng)的速率會(huì)保持不變。如果在電路中串連一個(gè)電流表 ,電流表讀數(shù)不會(huì)變電路中電流的大小和方向不變這種大小和方向不隨時(shí)間變化的電流，叫做恒定這種大小和方向不隨時(shí)間變化的電流，叫

5、做恒定電流，這一章我們研究的就是恒定電流恒定電流恒定電流討論：討論：如何表示電流的強(qiáng)弱呢？如何判斷水管中水流的強(qiáng)弱？在物理學(xué)中，電流的強(qiáng)弱可以用通在物理學(xué)中，電流的強(qiáng)弱可以用通過導(dǎo)體某一橫截面的電量和通過這過導(dǎo)體某一橫截面的電量和通過這些電量所用時(shí)間的比值來表示，這些電量所用時(shí)間的比值來表示，這個(gè)比值我們稱之為個(gè)比值我們稱之為電流強(qiáng)度。電流強(qiáng)度。I = q / t五、電流強(qiáng)度五、電流強(qiáng)度( I )（1）定義：通過導(dǎo)體某一橫截面積的電荷量q 跟通過這些電荷量所用時(shí)間 t 的比值（2）定義式：I = q / t（3）單位：安培（國際單位），A 常用單位有毫安（mA）、微安（?A）屬于基本單位1A1

6、03mA106?A（4）電流是標(biāo)量但習(xí)慣上規(guī)定電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反（5）物理意義：表示電流強(qiáng)弱和方向的物理量。六、對(duì)I = q/t的理解要注意：I = q/t為電流強(qiáng)度的定義式，對(duì)任何情況都適用。比值法定義。電流強(qiáng)度由電路狀態(tài)所決定，與q、t均無關(guān)！例例1：在電解液中, 正負(fù)離子沿相反方向運(yùn)動(dòng),5s內(nèi)通過液體橫截面的電量均為5.0C,則電解液中的電流強(qiáng)度為多少?例例2、一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體長為l,兩端兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動(dòng)的速率為速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為s，導(dǎo)體，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷量為q。求電流強(qiáng)度。求電流強(qiáng)

7、度。設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面B和C，則在時(shí)間t內(nèi)處于相距為vt 的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過截面CnqSvtvtSnqtQI?BCSvvtqqqq導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷的電量、導(dǎo)體的橫截面積和自由電荷定向運(yùn)動(dòng)速率四個(gè)量成正比。電流的微觀表達(dá)式電流的微觀表達(dá)式電子定向移動(dòng)的速率約為 10-5m/s思考：既然電子的定向運(yùn)動(dòng)速率很小，為什么閉合開關(guān)時(shí)電路中的電燈立刻就亮了？閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個(gè)位置迅速建立了恒定電場，在恒定電場的作用下，電路建立了恒定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開始定向移動(dòng)，整中各處的自由電子幾乎同時(shí)開始定向移動(dòng)，整個(gè)電路也就幾乎同時(shí)產(chǎn)生了電流。電路接通時(shí)電燈中的電流并不是電源中的自由電子跑過去了，而是燈絲自己的自由電子定向移動(dòng)產(chǎn)生的。電子定向移動(dòng)速率:其大小與電流有關(guān)，一般數(shù)量級(jí)為10-5m/s（對(duì)每個(gè)電子而言）電流傳導(dǎo)速率：（傳播的是電場）等于光速310 8m/s.電路一接通，導(dǎo)體中處處的電子立即受到電場力作用而定向移動(dòng)形成電流（對(duì)整體而言）注意幾個(gè)速度問題注意幾個(gè)速度問題一、電源? 產(chǎn)生電流的條件.? 電源及其作用.? 導(dǎo)線中