新課標(biāo)人教版選修3-1第二章恒定電流2.1電源和電流教學(xué)課件(共32張PPT)上課

第二章恒定電流

雷鳴電閃時(shí),強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是為什么?產(chǎn)生電流的條件-BA-A++++++++_B_______（1）存在自由電荷金屬導(dǎo)體——自由電子電解液——正、負(fù)離子（2）導(dǎo)體兩端存在電壓當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場，導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流。A、B之間有電勢差A(yù)、B電勢差為零一、導(dǎo)體中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件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。2.作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢差(電壓)，使電路有持續(xù)的電流。這個(gè)裝置就是電源。A、B就是電源的兩個(gè)極。正極負(fù)極電源相當(dāng)于抽水機(jī)二、電源的作用電源+-正極負(fù)極電源的作用：（1）從物理過程分析：就是通過非靜電力把電子從正極搬運(yùn)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；（2）從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度就是電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。F---+A+++++++___B_____P---2.電場力做負(fù)功，電子的電勢能增加，通過電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能.1.通過非靜電力把電子從正極運(yùn)到負(fù)極。1、當(dāng)導(dǎo)體兩端有恒定的電勢差，導(dǎo)體內(nèi)建立了恒定電場

2、由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場.三、恒定電場

四、恒定電流大小方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。當(dāng)導(dǎo)體兩端的電勢差恒定時(shí)，為什么導(dǎo)體中產(chǎn)生的電場是恒定的？此時(shí)導(dǎo)體中的電流為什么也是恒定的？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，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。由于恒定電場的作用,導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率增加;而在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子碰撞從而減速,因此自由電荷頻繁地交替進(jìn)行加速和減速，自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不隨時(shí)間變化。如果我們在這個(gè)電路中串聯(lián)一個(gè)電流表,電流表的讀數(shù)保持恒定.恒定電場電場強(qiáng)度不變自由電荷頻繁交替進(jìn)行加速和減速，平均速率不變串一個(gè)電流表,讀數(shù)不會(huì)變恒定電流怎樣理解恒定電場和恒定電流？六、電流2、度量方式：3、標(biāo)量,但有方向1、引入目的：反映了電流的強(qiáng)弱程度。國際單位：安培（A）4、單位換算：5、測量方法：電流表等。正電荷定向移動(dòng)的方向。在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動(dòng)方向相反；在電解液中，電流方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)離子走向移動(dòng)方向相反。導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流，電量q表示通過截面的正、負(fù)離子電量絕對值之和。一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體長為l,兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為s，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。五、電流的微觀表達(dá)式設(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C．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。知識(shí)應(yīng)用舉例例題:有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線,通過的電流I=1A,已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率.可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。Svt問題：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呢？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流了過來產(chǎn)生，而是燈絲內(nèi)部的自由電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生的。電子定向移動(dòng)的速率約10-5m/s，電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s電場的傳播速率3×108m/s.電流產(chǎn)生條件電源恒定電流（1）存在自由電荷（2）導(dǎo)體兩端存在電壓。產(chǎn)生持續(xù)電流提供持續(xù)電流壓(保持電勢差)（1）通過非靜電力把電子從正極搬運(yùn)到負(fù)極；（2）把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。產(chǎn)生恒定電場導(dǎo)體內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行產(chǎn)生一、電流（物理現(xiàn)象）總結(jié)1、方向：規(guī)定正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?、大?。河秒娏鲝?qiáng)度I（簡稱電流）來描述。自由電荷頻繁交替進(jìn)行加速和減速，平均速率不變總結(jié)二、電流2、度量方式：4、矢量標(biāo)量：標(biāo)量3、決定因素：1、引入目的：反映了電流的強(qiáng)弱程度。國際單位：安培（A）5、單位換算：6、測量方法：電流表等。（1）宏觀：只適用純電阻電路（不包含電源）（2）微觀：BCSvvt流體的柱形模型怎樣學(xué)好電流這個(gè)物理量？1、一電子沿一圓周順時(shí)針方向高速運(yùn)動(dòng)，周期為10-10s，則等效電流大小為

A，電流方向是

（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）1.6×10-9逆時(shí)針2．關(guān)于電源的作用,下列說法正確的是()A.電源的作用是能為電路提供自由電子B.電源的作用是使導(dǎo)體中形成電場C.電源的作用是能夠保持導(dǎo)體兩端的電壓D.電源的作用是使自由電荷定向移動(dòng)起來BCD3．有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強(qiáng)度為I；設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電量為e，此電子的定向移動(dòng)速率為v，在Δt時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)可表示為（）A．nvSΔtB．nv·ΔtC．IΔt/eD．

IΔt

/eSACN=q/e=IΔt/e，又因?yàn)殡娏鲝?qiáng)度的微觀表達(dá)式為I=nev·S，N=q/e=IΔt/e=nevSΔt/e=nvSΔt則選項(xiàng)A正確。解：因?yàn)镮=q/Δt，所以q=I·Δt則選項(xiàng)C正確。所以自由電子數(shù)目為自由電子數(shù)目為：4.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時(shí)，一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)是（）（