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

第十一章 电路及其应用 第1节 电源和电流 1.理解电流的概念，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流。 2.了解电流形成的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场，初步体会动态平衡的条件,会用公式分析相关问题。 3.从微观角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。 学习目标 2 新课引入 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? 新课教学 - A + + + + + + + + _ B A B _ _ _ _ _ _ _ 新课教学 _ 新课教学 A + + + + + + + + P - 在A,B之间连接一个装置P,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始终带一定数量的正、负电荷。这样，A、B之间始终存在电势差，就会存在持续的电流。 B _ _ _ _ _ _ _ - - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 1.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. 一、电源 正极 新课教学 负极 － － － － － － + - E ① 有自由移动的电荷 ② 两端有电势差 内因 外因 新课教学 3.形成电流的条件 4.自由电荷的种类 有三种微粒可以形成电流：自由电子、正离子、负离子。 金属导体中定向移动的电荷是自由电子; 液体中定向移动的电荷是正离子和负离子; 气体中定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。 新课教学 详尽的分析表明，A、B周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。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，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化。 由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场. 新课教学 大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。 1.物理意义：表示电流的强弱程度的物理量。 2.定义： 3.定义式： 4.单位： 5.方向： 二、电流 注意：电流虽有方向但是电流是标量 安培(A) 其他单位 mA μA 正电荷定向移动的方向 新课教学 单位时间内通过导体横截面的电荷量。 典例精析 例1. (多选)(2021·武汉新洲一中月考改编)下列说法正确的是（ ） A.电源的作用是使电路中产生电荷 B.电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动 C.电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 D.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位 √ √ 例2. (2021·重庆巴蜀中学月考)在2 s内有0.1 C电荷通过横截面积为2 mm2的金属导体，则电流是（ ） A.0.025 A B.0.05 A C.0.1 A D.0.02 A √ 典例精析 例3.如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是 A.当n1＝n2时电流大小为零 √ 典例精析 针对训练.(2021·浙大附中期中)某实验室有两种材料制成的两个导体棒A和B，其中A的横截面积为B的2倍，经相等的时间流过导体棒B横截面的电荷量为流过导体棒A横截面的电荷量的2倍.则下列说法中正确的是 A.流过两导体棒的电流相等 B.导体棒B中的电流为导体棒A的2倍 C.导体棒A中自由电子定向移动的速率是导体棒B的 D.两导体棒中自由电子定向移动的速率相同 √ 新课教学 三、电流的微观表达式 1.建立模型 一段粗细均匀的导体长为，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为，设导体的横截面积为，导体每单位体积内的自由电荷数为，每个自由电荷的电荷量为。 - - - - - - - A B 新课教学 2. 理论推导 AB导体中的电流： 所有这些电荷通过横截面所需要的时间： 总电荷量： AB导体中的自由电荷数： AB导体的体积： Q N - - - - - - - A B 新课教学 由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数、每个自由电荷所带的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关． 电子移动的三种速率： 电子定向移动的速率约10-5 ， 电子热运动的平均速率105 ， 电场的传播速率3×108 。 新课教学 公式性质 电流的意义 描述的角度 联系 定义式 决定式 时间内的平均电流 某时刻的瞬时电流 大量电荷定向移动的宏观表现 形成电流的微观实质 由可导出 谢谢观看！ 19 B.当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流大小为I＝ C.当n1＞n2时，