11.1電源和電流課件高二上學(xué)期物理人教版

第十一章電路及其應(yīng)用

人教版（2019）必修第一冊(cè)11.1

電源和電流1.通過(guò)實(shí)例對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生思考持續(xù)電流形成的原因，了解電源的作用，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的電源。2.通過(guò)對(duì)比靜電平衡條件，引導(dǎo)學(xué)生思考電路中的電場(chǎng)特點(diǎn)和電荷運(yùn)動(dòng)情況，了解導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)和恒定電流。3.通過(guò)實(shí)例分析，理解電流的定義，知道電流的單位。學(xué)習(xí)目標(biāo)電閃雷鳴時(shí)，強(qiáng)大的電流使天空不時(shí)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？導(dǎo)入新課1.電流的形成思考1：將帶正電的小球A和帶負(fù)電的小球B用一條導(dǎo)線(xiàn)H連接起來(lái)，帶電小球的

電荷會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？一電源[分析]A、B之間存在電勢(shì)差，導(dǎo)體H內(nèi)建立了電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電荷在靜電力作用下發(fā)生定向移動(dòng)，產(chǎn)生由A到B的電流。思考2：該電流會(huì)持續(xù)下去嗎？為什么？A、B最終為等勢(shì)體；導(dǎo)線(xiàn)H中的電流是瞬間的。⑴存在自由電荷

金屬導(dǎo)體——自由電子

電解液——正、負(fù)離子⑵導(dǎo)體兩端存在電壓總結(jié)：產(chǎn)生電流的條件思考：怎么才能讓導(dǎo)線(xiàn)中有持續(xù)電流呢？2.電源⑴電源：⑵作用:電源相當(dāng)于抽水機(jī)搬運(yùn)電荷保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路有持續(xù)的電流。能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。A++++++B______HP—————總結(jié)：導(dǎo)體中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件

導(dǎo)體內(nèi)有可以自由移動(dòng)的電荷

導(dǎo)體兩端有持續(xù)的電勢(shì)差---電路中存在電源1.恒定電場(chǎng)[分析]

A、B周?chē)碾妶?chǎng)由電源、導(dǎo)線(xiàn)等電路元件所積累的電荷共同形成，這些電荷形成穩(wěn)定分布狀態(tài)。導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線(xiàn)方向的電場(chǎng)定義：二恒定電流由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場(chǎng)稱(chēng)為恒定電場(chǎng)。

恒定電流：自由電荷定向移動(dòng)恒定電場(chǎng)作用定向移動(dòng)平均速率不變與其他粒子碰撞2.恒定電流大小和方向都不隨著時(shí)間變化的電流稱(chēng)為恒定電流。3.描述電流強(qiáng)弱的物理量——電流公式:⑴定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間t的比值。單位:國(guó)際單位安培(A)1A=1C/s

常用單位

毫安（mA）、微安（μA）⑶物義：注意：金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。方向:

正電荷定向移動(dòng)的方向電流是標(biāo)量⑵標(biāo)矢性練習(xí)1

在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過(guò)橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為_(kāi)_______A；

1A表示電流的強(qiáng)弱程度。電流越大，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多。結(jié)論：電解液導(dǎo)電時(shí)，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(guò)截面的正、負(fù)離子電量絕對(duì)值之和。I電解液中的電流練習(xí)2某電解質(zhì)溶液，如果在1s內(nèi)共有5.0×1018個(gè)二價(jià)正離子和1.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某橫截面，那么通過(guò)電解質(zhì)溶液的電流是多大？

[解析]1s內(nèi)通過(guò)橫截面正離子的電荷量為q1=2n1e，

負(fù)離子的電荷量絕對(duì)值為q2=n2e，

將n1=5×1018個(gè)，n2=1×1019個(gè)，e=1.6×10-19C

解得I=3.2A．則電流為，情境：導(dǎo)體橫截面積為S，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，試使用上述物理量推導(dǎo)電流表達(dá)式？柱狀模型在建立的圓柱體內(nèi)電子數(shù)為：由電流定義式可得：結(jié)論：從微觀上看，電流取決于導(dǎo)體中單位體積自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷所帶的電荷量、定向移動(dòng)速率，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。三電流的微觀表達(dá)式[解析]

思考：既然電子的定向運(yùn)動(dòng)速率很小，為什么閉合開(kāi)關(guān)時(shí)電路中的電燈立刻就亮了呢？[分析]閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電路中的各個(gè)位置以光速迅速建立了電場(chǎng)。隨著電場(chǎng)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(shí)開(kāi)始做定向移動(dòng)，整個(gè)電路也就幾乎同時(shí)形成了電流。電子定向移動(dòng)的速率：約10-4m/s電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率：105m/s電場(chǎng)的傳播速率：3×108m/s1.關(guān)于電流的方向，正確的是

（

）A．金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向B．在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子，電流方向不能確定C．不論何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向D．電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同課堂評(píng)價(jià)C

電池放電時(shí)能輸出的總電荷量叫作電池的容量，通常以“安時(shí)”（A·h）或“毫安時(shí)”（mA·h）作單位。電池的容量求解q的公式：學(xué)科網(wǎng)原創(chuàng)2.某手機(jī)的說(shuō)明書(shū)標(biāo)明該手機(jī)電池容量為4000mA·h，待機(jī)時(shí)間為22d，說(shuō)明書(shū)還標(biāo)明，用該手機(jī)播放視頻的時(shí)間是17h。請(qǐng)估算播放視頻的電流大約是待機(jī)電流的幾倍。[解析]3.假設(shè)氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，線(xiàn)速度的大小為v，電荷量為e，則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流為？q顯然與通過(guò)某一位置的次數(shù)有關(guān)，即q=ne[解析]將時(shí)間取為核外電子圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期T，則：[解析]將時(shí)間取為核外電子圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期T，則：思考：假設(shè)氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，電子質(zhì)量為m，電子和質(zhì)子的電荷量數(shù)值均為e，靜電力常量為k。則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流為多少？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(chǎng)，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(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電