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

第十一章 电路及其应用 第1节 电源和电流 电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，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，这是为什么？ 情境与思考 电流的形成 电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流 电荷的定向移动形成电流 1. 电流： 电解液—— 具备什么条件， 电荷才能定向移动？ 金属导体—— 指电荷的无规则运动 自由电子 正、负离子 导体中产生电流的条件： 电解液—— 金属导体—— 自由电子 正、负离子 ①存在自由电荷： 电荷的定向移动形成电流 1. 电流： - B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 水流 A B 连通器 水势A 水势B 导线中会产生一个瞬时电流 导体中产生电流的条件： ②导体两端存在电势差（电压） 如何能产生持续的电流？ 电解液—— 金属导体—— 自由电子 正、负离子 ①存在自由电荷： 电流的形成 A B 连通器 水势B 水势A 抽水机 电源 电荷的定向移动形成电流 1. 电流： 导体中产生电流的条件： - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 2. 电源： 保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流 能把自由电子从正极“搬到” 负极的装置 作用： ②导体两端存在电势差（电压） 电解液—— 金属导体—— 自由电子 正、负离子 ①存在自由电荷： 有 作用力 驱使电荷定向移动 电场力 导线内部的电场 是如何产生的？ 正极 负极 假设在电源正、负极之间连一根导线： M N E0 F Fn Fτ 导线中的电场 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 假设在电源正、负极之间连一根导线： M N E0 F Fn Fτ 导线中的电场 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P M N E0 E0 E′ M N E 导线内很快形成沿 导线方向的电场！ 导线内的电场线保持和导线平行！ 思考：哪里的电子定向移动？ 导线中的电场 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P M N E 这些电荷 都在移动 导线内很快形成沿 导线方向的电场！ 导线内的电场线保持和导线平行！ 移走的电荷 会不断被补充 电荷分布稳定， 不随时间变化 产 生 稳定电场 ——恒定电场 在电场作用下 电子做什么运动？ 恒定电场 电场强度大小不变 串一个电流表，读数不变 自由电子定向运动的平均速率不变 自由电子之间不断碰撞 电场的作用使自由电子定向运动速率 使自由电子定向运动速率 恒定电流（大小方向均不变） 如何定义电流 的大小和方向？ 增大 减小 如何定义电流 的大小和方向？ 水管里的水流有大小和流向，如何表示？ 单位时间内流过的水量 流过的水量与时间的比值 类比 定向运动的电荷量q与时间t的比值 恒定电流 电荷的定向移动形成电流 1. 电流： 导体中产生电流的条件： 2. 电源： 保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流 能把自由电子从正极“搬到” 负极的装置 作用： ②导体两端存在电势差（电压） 电解液—— 金属导体—— 自由电子 正、负离子 ①存在自由电荷： 3. 导体中存在的电场—— 恒定电场 4. 电流强度 （简称电流I） （2）单位: 安培（A） 1A = 1C/s mA、 μA （3）方向: 规定与正电荷定向运动的方向相同 标量 例1. 某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是多大？方向如何？ （1）定义式: I = q/t 2.4A，方向与正离子运动方向相同 例2. 一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的平均速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电子的电荷量为e，导体内形成电流为多大？ 设时间t内通过导体某截面的电量为: 所形成的电流为： 单位长度内 电流的微观解释 电荷的定向移动形成电流 1. 电流： 导体中产生电流的条件： 2. 电源： 保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流 能把自由电子从正极“搬到” 负极的装置 作用： ②导体两端存在电势差（电压） 电解液—— 金属导体—— 自由电子 正、负离子 ①存在自由电荷： 3. 导体中存在的电场—— 恒定电场 4. 电流强度 （简称电流I） （1）定义式: I = q/t （2）决定式: I = nqSv 恒定电流 例3.有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A，已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加