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 新教材 新高考 - - + A - - - + + + B 短暂 - B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ A、B之间有电势差 A、B电势差为零 自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，于是导线中只产生一个短暂电流。 - - P - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ - - 正极 负极 1.电源：能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. 电源相当于抽水机 电源 新教材 新高考 抽水机的作用 思考：在不改变AB容器中水的总量的情况下，如何使 得连通器中存在持续的水流？ 水 流 A B 连通器 抽水机 思考：导体内的自由电荷怎么运动？ 为什么将电流表接入电路，电流表读数是稳定的? - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P M N E0 F Fn Ft M N 导线内很快形成沿导线方向的稳定电场 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. 新教材 新高考 思考：在这样的恒定电场中，电子做什么运动？ 总体来看，自由电荷既受到电场力的加速，又与一些不容易移动的粒子碰撞减速，定向运动的平均速率不随时间变化。如果在电路中串联一个电流表，电流表的读数将保持恒定。 恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流. 新教材 新高考 二.恒定电流 电流(I) 1)定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值. 1A的物理意义： （1秒钟约有600亿亿个电子通过） 2)公式: 3)单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 4)方向:正电荷定向移动的方向。 标量 一秒内通过导体横截面的电荷量为1C 2A 3A 新教材 新高考 新能源汽车快充电流：60A 手机快充电流：5A 智能手环待机电流：5.0*10-4A 电子手表电流：2.0*10-7A 1A=103 mA = 106 μA 毫安（mA）、微安（μA） 高压电电流：200-1000A 闪电电流能达到 20000A 猜一猜电流有多大 在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为________A； 在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。 某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为____A． 小试牛刀 1 2 猜想：刚刚我们了解到自由电荷定向移动不能一直被加速，他们最终会有 一个平均移动速度，你觉得导线中电荷定向移动的速率快不快？ 微观了解电荷移动 L V 新教材 新高考 一段粗细均匀的导体AB，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，每个自由电荷量为q，求流过导体的电流？ 1.求时间t内通过横截面的自由电荷总数 N 2.求时间t内通过横截面的总电荷量 Q 3.导体AB中的电流 I V A B 有一横截面积S=1 mm2的铜导线,铜导线单位体积自由电子数量约为8.4*1028，通过的电流I=1 A，一个自由电子的电量q=-1.6×10-19 C，求铜导线中自由电子定向移动的速率？ 定向移动的电子按这个速度移动的话，通过7.5cm长的导线需要多少时间？ 缓慢 新教材 新高考 既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？ 实际上，闭合开关的瞬间，电路中的各个位置以光速迅速建立了电场。随着电场的建立，电路中各处的自由电子在静电力的作用下几乎同时开始做定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。 电子定向移动的速率约10-5m/s， 电子热运动的平均速率105m/s 电场的传播速率3×108m/s. 思考 新教材 新高考 课堂巩固 1、 关于电源的作用,下列说法不正确的是 (　 ) A.为电路提供自由电荷 B.使导体中形成电场 C.保持导体两端的电势差 D.使自由电荷定向移动起来 A [解析] 电源使导体中始终存在电场,并使导体两端保持有电势差,从而使导体