3.1电流-2022-2023学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019必修第三册）

鲁科2019 第1节 电流 高中物理必修三 第3章 制作：沈雄斌 授课：东山二中高二物理组 十九世纪， 发生了一场革命。 历史上称它为： 这场革命以电力的广泛应用为标志，极大程度的改变了人类生活方式和生产方式，促使人类向现代文明迈进。 “第二次技术革命” 这场革命的爆发是因为一个人和一项发明。 电流是怎样形成的呢？ 谁? 伏特，意大利科学家。 发明了什么？ 电池 伏特用化学方法发明的电池能提供： 从此，人类开启了利用电能的新纪元。电力技术也迅速得到了发展。 持续稳定的电流 电流 I 1、电流是自由电荷的定向移动形成的。 条件一 自由电荷 金属导体中，原子核对电子束缚能力弱，电子容易挣脱束缚而成自由电子。 2、电流形成的条件。 如：空气是绝缘体。 在雷电现象中，云层之间出现高压，会将空气击穿，使空气变成导体。 在潮湿、高温、高压的环境，绝缘体也可能变为导体。 - - - - - - 绝缘体中，原子核对电子的束缚能力强。所以绝缘体中少有自由电子。 导电能力强 不导电 电流 I 1、电流是自由电荷的定向移动形成的。 条件一 自由电荷 条件二 电压 电路两端有电势差，形成电场，自由电荷在电场力作用下定向移动，形成电流。 2、电流形成的条件。 导体中的自由电荷什么情况下才会发生定向移动？ + + F - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 电流 I 1、电流是自由电荷的定向移动形成的。 条件一 自由电荷 条件二 电压 条件三 持续的电压 持续的电流 电源（蓄电池、干电池、发电机等）可提供持续的电压。 2、电流形成的条件。 如何让电路中有持续的电流？ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 极板中的电荷很快被中和，导体两端电势差消失，自由电荷不再定向移动，电流也消失了。 3、电流形成的速度。 电流 I 1、电流是自由电荷的定向移动形成。 2、电流形成的条件。 常温、没有电场时 导体内自由电子无规则运动的速率： 约105m/s 加上电压后，导体中瞬间形成电场，各处电子定向移动，出现电流。 所以电流形成的速度是电场传播的速度。即光速 3.0ⅹ108m/s 实际电子定向移动的速率很小， 约10-5m/s “电子飘移” 3、电流形成的速度。 电流 I 1、电流是自由电荷的定向移动形成。 2、电流形成的条件。 4、电流的方向。 正电荷定向移动 负电荷定向移动 正、负电荷沿相反方向移动 电荷的定向移动 电流的方向怎么判断？ 规定：正电荷移动的方向是电流的方向。与自由电子移动的方向相反。 19世纪初，人们认为电流是正电荷定向移动形成的。 习惯延用至今 在电路中，电源外部，正电荷从电势高向电势低移动，自由电子则从电势低向电势高移动；即外电路中电流从电源正极流向负极，电源内部则从负极流向正极。 + - + - 电流 3、电流形成的速度。 电流 I 1、电流是自由电荷的定向移动形成。 2、电流形成的条件。 直流电与恒定电流 ⊙方向不随时间变化的电流称为直流电 ⊙方向和大小都不随时间变化的电流称为恒定电流 ⊙通常情况下说直流电是指恒定电流。 4、电流的方向。 3、电流形成的速度。 电流 I 1、电流是自由电荷的定向移动形成。 2、电流形成的条件。 5、电流大小。 ① 定义： 物理学中将流过导体某一横截面的电荷量与所用时间的比值称为电流。 ② 符号： I 定义式： ③ 国际单位： 安培，简称：安，符号:A 常用的还有mA（毫安）的μA（微安） 1A＝103mA；1A=106μA 4、电流的方向。 e 例如：假设在t=2s的时间内有2个电子通过导线的截面，则导线中的电流为 1A＝1C/s A 电流有大小也有方向，那它是标量还是矢量呢？ 标量 从微观看，流过金属导体的电流与导体的横截面积、单位体积内自由电子数目、电子定向移动的平均速率成正比。 电流 I 分析： 如右图，在时间t内，自由电子移动的距离为vt，通过横截面S的电子个数是以S为底，vt为高的圆柱体体积(V=Svt)内的电子总数N，总电荷量为Ne,因此可根据电流定义式I=q/t求得电流I。 解： 设t时间内通过横截面S的电子个数为N,电荷量为q,则 N=nSvt q=Ne=nSvte 由 得 I=neSv 导体导电性能越好，单位体积内的自由电子越多。 电流 I 根据I=neSv还可以估算电子移动的平均速率 解： 有一横截面积为1mm2的铜导线，每立方米体积内的自由电子数为8.4×1028个，电子的电荷量大小为1.6×10-19C.若通过该导线的电流为1A,导线中自由电子定向移动的平均速率为多大？