11.1 电源和电流 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

1.电源和电流 第11章 电路及其应用 新知导入 电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，原因是？ 新知讲解 思考：如图所示分别带正、负电荷的A、B两个导体球，如果用一条导线H将它们连接起来会发生什么现象？ 导线中的自由电子在静电力的作用下沿导线做定向运动，形成电流。 _ - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ 新知讲解 导线 H 中的电流能够持续吗？ 当A和B电势相等时，电荷将不会继续移动 B A - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ H H 等势体 新知讲解 如何才能使导线中存在持续的电流呢？ 在 A、B 之间连接一个装置 P，不断地从 A 取走电子，补充给 B，使 A、B 之间始终存在电势差. - B _ _ _ _ _ _ A + + + + + + + - - - - P 装置 P 阅读课本P53和P54 ，回答以下问题 （1）什么是电源？它的作用是什么？ （2）电流是怎样形成的？方向及单位是？ （3）什么是恒定电场、恒定电流？ 新知讲解 1．电源：能把电子从一极搬运到另一极的装置。 - B _ _ _ _ _ _ A + + + + + + + - - - - P 电源 负极 正极 2.电源的作用：保持导体两端的电势差（电压），使电荷持续移动，形成电流。 一、电源及其作用 新知讲解 ①定义： 通过导体横截面的电量q跟所用时间t的比值。 ②定义式（宏观）： ③恒定电流： 大小、方向都不随时间变化的电流 二、电 流 新知讲解 ④单位：安培（国际），简称安，符号是 A。 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） ⑤方向：正电荷定向移动的方向为电流的方向。在金属导体中，电流方向与自由电子定向移动的方向相反。 注意： 电流是标量，它遵循代数运算法则 11 [应用]某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流是（　） A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A 解析：由题，1s内通过截面正离子的电量为q1=2n1e，负离子的电量绝对值为q2=n2e，则电流为I=（q1+q2 ）/t = (2n1+n2)e /t ，将n1=5×1018个，n2=1×1019个，e=1.6×10-19C代入解得，I=3.2A 故选：D 新知讲解 拓展学习 电流的微观解释 新知讲解 如图设导体的横截面积为 S ，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，电子电荷量为 e。 I=neSv 解：时间 t 内通过横截面的电荷量 q＝ne（Svt）。 根据电流的公式 I＝q/t，得到电流和自由电子定向移动平均速率 导体左端的自由电子到达右端 生活小常识 电子的定向运动速率: 在金属中移动速率约1×10 -4 m/s； 电流的传导速率: 约等于光速，约3×108m/s； 思考：按下教室的电灯开关，电灯几乎瞬间亮起。这是否能说明电子在导体中移动的速度很快（等于电流传导速度）？ 拓展提高 [练习]（双选）横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内通过导线横截面的自由电子数可表示为 （ ） A．nvS Δt B．nv·Δt C．IΔt /e D． IΔt /eS AC 课堂总结 1.电源的定义：能把电子从A搬运到B的装置。 2.电源的作用：保持导体两端的电势差使电路有持续的电流。 3.恒定电流 （1）定义：大小、方向都不随时间变化的电流。 （2）公式（宏观层面）： （3）方向：导体内正电荷定向移动的方向为电流的方向。 4. 金属导体中电流的微观表达式： I=neSV 课堂练习 1.关于电流，下列说法正确的是（　　） A．电子的运动速率越大，电流就越大 B．单位时间内通过导体横截面积的电量越多，导体中的电流越大 C．因为电流有方向，所以电流是矢量 D．导体中的电流，一定是自由电子的定向移动形成的 B   课堂练习 3. 在氢原子模型中，电子绕核的运动可视为一个环型电流。设氢原子中电子沿半径为r的圆形轨道做匀速圆周运动，电子的质量为m，电量为e，静电力常数为k. 则等效电流的电流强度等于________。 拓展提高 作业布置 课本P56 第1题 第2题 $