11.1电源和电流 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

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，这是为什么? 新课导入 11.1 电源和电流 第十一章电路及其应用 思考：(1)闭合两电路中的开关，甲、乙图电表指针有何变化？ 指针都会摆动，说明有电流的产生 （2）电表指针变化情况相同吗？若不同，原因是是什么？ - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ _ H - - B A 导体中的自由电子在电场力作用下，从低电势点向高电势点运动。 等势体 自由电子到达A端与正电荷中和。A、B和导线三者很快成为等势体，达到静电平衡，导线H中会产生一个瞬时电流。 A B 连通器 水势A 水势B 抽水机 水流 正极 负极 - - - + A + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - + 电源相当于抽水机 一、电源 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。 常用的电源 太阳电池 干电池 铅蓄电池 锂电池 电源是如何做到让导线形成稳定电流的呢 ？ 电场形成 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P M N E0 F Fn Ft M N E0 E E′ M N E 导线内很快形成沿导线方向的稳定电场 二、恒定电流 由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场.方向：沿导线的切线方向。 1、恒定电场 任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同。 2、恒定电流 大小、方向都不随时间变化的电流 如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定。 如何反映不同电流的强弱程度？ 建立电场的速率：以光速完成。又叫电流传导速率或叫电场的传播速率. 3、电流 ——表示电流的强弱程度，用字母 I 表示。 （2）公式： （1）定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量） （3)单位: 国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 定义式：适用于任何电荷定向移动形成的电流 几点说明： （1）电流方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。 在电源外部,电流从正极流向负极；电源的内部,电流从负极流向正极； （2）电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时： （3）电流强度虽然有大小和方向，是标量。 I 【例题1】某电解池中，若在2秒的时间内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过截面，那么通过这个截面的电流是多少？ 解析： 2s通过横截面的电荷量 Q=2×1.0×1019×1.6×10-19+2.0×1019×1.6×10-19=6.4C 由电流的定义：I = q / t= 6.4 / 2s= 3.2A 思考：电流的大小与哪些因素有关？ 拓展学习：电流的微观解释 情景1：一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速率为v,设导体的横截面积为s，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。 (1)导体中自由电荷总数：N= (2)导体中的总电荷量：Q= (3)所有这些电荷通过导体横截面积所用的时间：t= (4)电流I： B - A vt - - - - - - v 情景1：一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速率为v,设导体的横截面积为s，导体单位长度的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q，试求I的微观表达式。 (1)导体中自由电荷总数：N= (2)导体中的总电荷量：Q= (3)所有这些电荷通过导体横截面积所用的时间：t= (4)电流I： B - A vt - - - - - - v 电流的微观表达式 若已知自由电荷线密度为n 若已知自由电荷体密度为n 电子运动的3种速率比较 电子定向 移动的平均速率 电子无规则 热运动的速率 电流传导的速率 　 　 　 电流由自由电荷的定向移动形成，电流I＝neSv，其中v就是电子定向移动的平均速率。 导体内部电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成宏观电流。 等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流。 10-4 m/s 105 m/s 3×108 m/s 课堂小结： 一、电源 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。 二、恒定电流 标量 方