第十一章 1 电源和电流-2022-2023学年新教材高中物理必修第三册【金版教程】创新导学案课件PPT（人教版）

电路及其应用 第十一章　 1．电源和电流 课前自主学习 一　电源 稳定分布 电源 导线 时间 静电场 大小 方向 强弱程度 电荷量 安培 安 C 10－3 A 10－6 A 正 负 1．想一想 (1)恒定电场就是静电场吗？ 提示：不是，静电场是静电荷产生的电场，而恒定电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的电场，但二者基本性质相同。 (2)电流有方向，所以电流是矢量吗？ 提示：不是，电流的计算遵循代数运算法则，所以是标量。 提示 2．判一判 (1)恒定电场与静电场的基本性质相同。(　　) (2)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。(　　) (3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。(　　) (4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。(　　) √ × × √ 课堂探究评价 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图甲a所示，若在A、B两个导体之间连接一条导线H，结果会怎样？ 提示：导线H中的自由电子会在静电力的作用下沿导线做定向运动，形成电流。由于B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，如图b所示。所以，导线H中的电流只是瞬间的。 活动2：如何才能使导线H中存在持续的电流？ 提示：如果有一个装置能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，从而维持A、B之间的电势差，即可以使H内存在持续的电流。 提示 活动3：图乙中的P是什么？有什么样的功能？ 提示：P就是电源，它能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，这样，A、B之间便维持着一定的电势差，H内就会存在持续的电流。 活动4：图乙中A、B周围空间的电场只是A、B处的电荷形成的吗？ 提示：不是。A、B处的电荷在A、B周围空间产生电场，导线等电路元件所积累的电荷也在A、B周围空间产生电场。 提示 活动5：如果图乙电路中各处电荷的分布是稳定的，电荷所产生的电场是稳定的吗？ 提示：根据电场的叠加原理可知，是的。 活动6：导线中的自由电荷在电场中做定向运动，速率如何变化？ 提示：导体中的自由电荷做定向运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。 提示 1．电源 (1)电源的作用：维持电路两端始终存在电势差，使电路中存在持续的电流。 (2)电源有正、负两个电极，正极聚集正电荷，负极聚集负电荷。电源能在负极失去电子的过程中，不断地从正极取走电子，补充给负极。 2．恒定电场 (1)电源、导线等电路元件所积累的电荷在电源两极周围空间形成电场，尽管电路中电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化，因此形成的是恒定电场。 (2)由于在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以恒定电场的基本性质与静电场相同。静电场中电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电场中同样适用。 3．恒定电流的形成 在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化，形成大小、方向都不随时间变化的电流即恒定电流。 例1　(多选)将一些电学元件用导线连接在某电源的两端，下列描述正确的是(　　) A．电源的作用是使电源的正、负极两端保持一定的电势差 B．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 C．导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D．导线中的电场是由电源的电场和导线等电路元件积累的电荷形成的电场叠加而形成的 答案 　　　　　　(1)电源的作用是什么？ 提示：在正、负极之间维持一定的电势差，使电路中存在持续的电流。 (2)导线上积累的电荷在周围空间也产生电场吗？ 提示：是的。 [规范解答]　电源将负电荷从正极搬运到负极，维持正、负极间有一定的电势差，A正确，B错误；导线中的电场是电源电场和导线等电路元件积累的电荷形成的电场叠加而成的，C错误，D正确。 规范解答 电源能在其正、负极之间维持一定的电势差，如果电路闭合且安全，电路中将会存在持续的电流。如果电路断开，即使有电源，电路中也不会有持续的电流。 [变式训练1]　(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中有持续的电流，以下说法正确的是(　　) A．导线中的电场强度处处为零，导线处于静电平衡状态 B．导线中的电场是静电场的一种 C．沿电流方向导线内各点的电势逐渐降低 D．导线中的电场使自由电子不断地由电源的负极经过导线向电源正极定向移动 答案 解析　导线中的电场强度不是处处为零，导线不处