2.1电源和电流-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-1）

§2.1 电源和电流 为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光,这是为什么? 提示：雷电是云层间或云层与地之间的电压达到一定值时将空气击穿所产生的放电现象，所形成的电流是瞬时电流。 手电筒中因为电源的作用，小灯泡中有持续电流而持续发光。 - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ - B A 等势体 R R 导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体,达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时的电荷定向流动。 B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 电流形成的原理 思考一：导线中产生的电流是瞬时电流，如何使导线中有持续电流呢？ 想一想 水流 A B 连通器 水势A 水势B 水 流 A B 连通器 抽水机 抽水机的工作原理 思考二：如何使得连通器中存在持续的水流？ 比一比 类比 思考：导线中产生的电流是瞬时电流，如何使导线中有持续电流呢？ P B A — — _ _ _ _ _ _ _ — — — + + + + + + + 装置P能源源不断的把电子从A搬运到B，从而能保持导体两端的电势差(电压),从而使得电路中有持续的电流 1.电源: 把自由电子从正极搬到负极的装置. 2.作用: 保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流. （其它形式的能转化为电能） - - - + A + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 一、电源 （1）存在自由电荷 　　金属导体——自由电子 电解液 ——正、负离子 气体导电——正、负离子和自由电子 （2）导体两端存在电压（电势差） 　　 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。 3、形成电流的条件： P B A — — _ _ _ _ _ _ _ — — — + + + + + + + 生活中的电池 太阳电池 干电池 铅蓄电池 锂电池 锌汞电池 例1 关于电源以下说法正确的是(　　) A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差 B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能 C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流 D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量 电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能． 在电源内部，将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变 电路是否闭合？ 电源是对电路提供能量的装置， 课堂训练 关于电源的以下说法，正确的是（ ） A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极 之间有稳定的电势差 B.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极 之间有稳定的电势差 C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流 D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量 B - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 假设在电源正、负极之间连一根导线，导线中的电场如何变化，最终又会达到哪个状态？ M N E0 F Fn Ft 问题：当导体两端有恒定的电势差，导体内建立了何种电场? M N E0 E0 E′ M N E 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。 二、导线中的电场 问题：当导体两端的电势差恒定时，为什么导体中产生的电场是恒定的？此时导体中的电流为什么也是恒定的？ 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。 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. 大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所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。 由稳定分布的电荷所产生稳定的电场称为恒定电场。 恒定电场 问题：在静电平衡时，导体内部的场强为0，导体任意两点之间的电势差为0，这与我们现在的说法矛盾吗? 没有矛盾，因为前面是静电平衡，导体内部的电荷不会定向移动；这里是动态平衡，导体内部电荷存在定向移动。 a b i U=? U=Φa-Φb 实际上，