電源和電流課件 2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

第十一章電路及其應(yīng)用

第一節(jié)電源和電流目錄/1.學(xué)習(xí)目標(biāo)2.情景導(dǎo)入3.新課講解4.小試牛刀5.課堂小結(jié)PART01學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場。初步體會動態(tài)平衡的思想2.理解電流的定義，知道電流的單位、方向的規(guī)定；理解恒定電流3.經(jīng)歷金屬導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動速率的推導(dǎo)過程，從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向移動與電流之間的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)PART02情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)為什么雷鳴電閃時，強大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強光，但它只能存在于一瞬間，而電路中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是為什么?雷電是云層間產(chǎn)生巨大的電壓差，將空氣擊穿所產(chǎn)生的瞬時放電現(xiàn)象手電筒中因為電源的作

用，小燈泡中有持續(xù)電

流而持續(xù)發(fā)光PART03新課講解-A++++++++B_______-BA等勢體HH導(dǎo)線H中的自由電子在靜電力的作用下沿導(dǎo)線導(dǎo)線定向移動，形成電流。（1）有A、B兩個導(dǎo)體，分別帶正、負(fù)電荷。如果他們之間連接一條導(dǎo)線H，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（2）形成的電流是持續(xù)電流嗎？為什么？不是，由于B失去電子，A得到電子，A、B之間的電勢差很快消失，兩導(dǎo)體成為一個等勢體。產(chǎn)生的電流是一個瞬時電流。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)水流AB連通器水勢A水勢B水流AB連通器抽水機（3）如何形成持續(xù)的電流？

思考：如何使得連通器中存在持續(xù)的水流？學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)

思考：導(dǎo)線中產(chǎn)生的電流是瞬時電流，如何使導(dǎo)線中有持續(xù)電流呢？裝置P的作用：源源不斷的把電子從A搬運到B，從而能保持導(dǎo)體兩端的電勢差(電壓),從而使得電路中有持續(xù)的電流---+A++++++___B_____P--+學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)1.電源:把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置.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.（其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能）---+A++++++___B_____P--電源學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)（1）存在自由電荷

金屬導(dǎo)體——自由電子電解液——正、負(fù)離子氣體導(dǎo)電——正、負(fù)離子和自由電子（2）導(dǎo)體兩端存在電壓（電勢差）

當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時，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，形成電流。3、形成電流的條件：PBA——_______———+++++++學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)--+A+++++++___B_____PA、B周圍空間的電場是由電源導(dǎo)線等電路元件積累的電荷所形成的，電荷分布處于動態(tài)平衡的狀態(tài)，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，叫做恒定電場MNE0FFnFt問題：A、B周圍空間產(chǎn)生的電場是何種電場?MNE0E0E′

MNE導(dǎo)線內(nèi)的電場沿導(dǎo)線方向恒定電場學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)

恒定電場恒定電流電場強度不變由于阻力自由電子定向運動的平均速率不變串一個電流表，讀數(shù)不會變學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)電流是標(biāo)量。它的運算不遵循平行四邊形定則。恒定電流

1.大小方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。

2.電流（

I）：表示電流的強弱程度。如果

I表示電流，q表示在t時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，則

單位：國際單位

安培（A）

1A=1C/s常用單位毫安（mA）、微安（μA）方向：正電荷定向移動的方向?qū)W習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)電流強度的微觀表達式

學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)

從微觀上看，電流決定與導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷的電荷量、定向移動速率的大小，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)例：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的速率.可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子貢獻一個自由電子。S

學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個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開始定向移動，整個電路也就幾乎同時產(chǎn)生了電流。電路接通時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產(chǎn)生的既然電子的定向運動速率很小，為什么閉合開關(guān)時電路中的電燈立刻就亮了呢？思考與討論學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)思考：既然電子的定向運動速率很小，為什么閉合開關(guān)時電路中的電燈立刻就亮了呢？

實際上，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置以光速迅速建立了電場。隨著電場的建立，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時開始做定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流。電子定向移動的速率約10-5m/s電子熱運動的平均速率105m/s

電場的傳播速率3×108m/s三種不同速率學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)電池放電時能輸出的總電荷量叫做電池的容量。通常以安時（A·h）或毫安時（mA·h）作為單位。電池容量學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)PART04小試牛刀學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)1.（多選）下列關(guān)于電源的說法正確的是(

)A.電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B.電源的作用是使電源的正、負(fù)極儲存一定量的正、負(fù)電荷C.與電源相連的導(dǎo)線中的電場是由電源正、負(fù)極上的電荷形成的D.在電源內(nèi)部正電荷由負(fù)極流向正極，負(fù)電荷由正極流向負(fù)極AD學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：AD解析：A.在電源內(nèi)部其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，在電源接入電路后外部電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，比如干電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；B.電源的作用是使電源的正負(fù)極維持一定的電勢差，其正負(fù)極并不能儲存電荷，故B錯誤；C.導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，故C錯誤；D.正電荷的移動方向就是電流的方向，電路中電源內(nèi)部正電荷由負(fù)極流向正極，這是電動勢的方向，負(fù)電荷由正極流向負(fù)極，故D正確。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)2.一根長為L，橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，在棒兩端加上恒定的電壓U，金屬棒內(nèi)自由電子定向移動的平均速率為(

)A.

B.

C.

D.A學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：A解析：ABCD.根據(jù)電流的微觀表達式可知由歐姆定律可得根據(jù)電阻定律可得聯(lián)立可得故A正確BCD錯誤。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)3.北京正負(fù)電子對撞機的儲存環(huán)是半徑為R的圓形軌道，當(dāng)環(huán)中電子以光速的沿環(huán)運動而形成I的等效電流時，環(huán)中運行的電子數(shù)目為（已知光速為c，電子電荷量為e）(

)A.

B.

C.

D.D學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：D解析：電子在圓形軌道運動的周期為根據(jù)電流定義式可得聯(lián)立可得環(huán)中運行的電子數(shù)目為故選D。PART05課堂小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)①電源電源就是能不斷地把自由電子從正極搬運到負(fù)極，使正、負(fù)極之間始終存在電勢差的裝置.②電流（1）產(chǎn)生電流的條件：①導(dǎo)體中存在著能夠自由移動的電荷（金屬導(dǎo)體——自由電子；電解液——正、負(fù)離子）；②導(dǎo)體兩端存在電勢差.（2）電流的定義式：

（q為通過導(dǎo)體橫截面的電荷量）（3）單位：安培（A），簡稱安.其他單位：毫安（mA）、微安（μA）.（4）方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向.在電源內(nèi)部非靜電力把正電荷從負(fù)極搬運到正極的過程中，克服靜電力做功，電荷的電勢能增加12雖然有方向，但它是標(biāo)量，遵循代數(shù)運算法則正、負(fù)電荷（正反方向）絕對值之和學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)②帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子以速度v0垂直于電場方向進入勻強電場時，由于帶電粒子在電場中運動時僅受電場力作用（與初速度方向垂直且恒定），不考慮重力，故帶電粒子做類平拋運動.粒子在電場中的運動時間