11.1电源和电流 课件-2024-2025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 11.1电源和电流 横县百合完全中学：韦衍虎 18276143537 导 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? 瞬间的闪光 持续的发光 存在自由电荷 （金属：自由电子，电解液：正负离子） 导体两端存在电压：使电荷定向移动 1.产生电流的条件 思 + _ _ _ _ _ _ _ _ B + + + + + + + A - B A 等势体 只有瞬时电流 2.怎么样才能得到持续的电流呢？ 水流 水势A 水势B 瞬时的水流 类比连通管的水流 抽水机 水流 水势A 水势B 持续的水流 思 电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置。（把其他形式能转化为电能的装置） 作用：保持导体两端的电势差(电压) - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P M N E0 F Fn Ft M N E 导线内很快形成沿导线方向的稳定电场 导体内的电场线保持和导线平行 M N E0 E0 E′ 导线内的电场是由电源和导体中积累的电荷共同形成的。 议 恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场。 有电源，A,B之间始终存在电势差，在周围空间形成电场。选取一段导线，导线周围电场如图： 2.导体中自由电荷定向移动的特点 ①公式： ＋ ＋ ＋ (定义式） ②单位： 安培 ，符号A A A 1mA 1μA 1C=1A·S ③方向：正电荷定向移动的方向 注意：电流是标量，可以直接相加减。 ④ q 的物理意义：通过导体横截面的电荷量 － ＋ ＋ ＋ ③方向： － － 哪边算是电流方向呢？ 正电荷定向移动的方向 金属导体 － － － 与自由电子定向移动方向相反。 电解液 与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。 注意：电流是标量，可以直接相加减。 拓展学习 电流的微观表达式: I=neSv n：自由电子数密度 e：单个粒子的电荷量 S：导体的横截面积 v：粒子的速度 电流的微观解释 通常情况下，金属中的自由电子不断地做无规则的热运动，它们朝任何方向运动的机会都一样。从宏观上看，没有电荷（自由电子）的定向移动，因而也没有电流。 STSE 电动汽车中的电池 电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量，通常以"安时"（A·h）或"毫安时"（mA·h）作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。 例1：手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的10s内通过某一横截面的电荷量为3C，则电流是多少? 课堂练习 解: 例2：一条导线中电流为50μA，在3.2s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库伦？有多少个电子通过该横截面？ 解：根据电流公式：q=It 代入解得：n=1015个 而q=电子数目×电子电量=ne =50×10-6×3.2C=1.6×10-4C 例4：关于电流，下列说法中正确的是 （ ） A.通过导体截面的电量越多，电流越大 B.电子运动的速率越大，电流越大 C.单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大 D.因为电流有方向，所以电流是矢量 C 课堂练习 (1)电源能把其他形式的能转化为电能。(　　) (2)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动。(　　) (3)恒定电场就是匀强电场。(　　) (4)恒定电场形成后电路中的电荷不再发生移动。(　　) (5)因为电流有大小又有方向，所以电流是矢量。(　　) (6)通过导体截面的电荷量越多，电流越大。(　　) (7)电流的方向与电荷定向移动的方向相同。(　　) √ × × × × × × 例3: 解析：正电荷的定向移动方向与电流方向相同，负电荷的定向移动方向与电流方向相反；电流虽有方向，但不符合矢量运算法则，不是矢量，而是标量；外电路中电流从正极流向负极，电源内部电流从负极流向正极，故A、B、C错，D正确。 例5:下列关于电流方向的说法中正确的是( ) A.电荷的定向移动方向即为电流的方向 B.电流的方向总是从电源的正极流向负极 C.电流既有大小，又有方向，是一个矢量 D.在电源内部,电流从负极流向正极 D 例6: 如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为（　　） A 一、电源 1.电流：电荷的定向移动形成电流。 条件：①存在自由电荷。 ②导体两端始终存在电势差(电压) 2.电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置 作用：保持导体两端的电势差(电压). 课堂小结 1.恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场。 二、恒定电流 2.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。 ②方向：正电荷定向移动的方向。 ①单位:国际单位 安培(A) ， 1C=1A·S ③注意：电流是标量 一、电路再认识 水→ 水管→ 水轮机→ 水泵→ 高度差→ 重力势能→ 重力场→ 二、电源内部 1、力的角度：非静电力将正电荷由负极搬到正极 2、能的角度：其他形式能通过非静电力做功转化为电能 三、电动势E（把其他形式能转化为电能的能力） 1、公式： 2、单位： 四、电源内阻，电池容量 电源除电动势这个参量外还有电源内阻 电池容量：放电过程中输出的总电荷量 q=It 五、辨析：电势、电压、电动势 相同 量纲相同：V 不同 电势φ：描述电场能的性质 电压U（电势差） 电动势E：描述电源将其他形式能转化为电能的能力 $$