内容正文:
9/1/2025
第十一章 电路及其应用
11.1 电源和电流
电源和电流 导体的电阻
串联电路和并联电路
实验:导体电阻率的测量
实验:练习使用多用电表
1
Chenjianjie
2025/9/1
01 电流的形成
02 电源
03 恒定电流
04 电流的微观表达式
目录页
2025/9/1
情境导入
【电闪雷鸣】
2025/9/1
电流的形成
在上面的视频中,大家可以看到雷雨天气时往往会伴随着闪电的产生,而这闪电它是如何形成的呢?
电流的形成
2025/9/1
电流的形成
电流:由电荷的定向移动形成
一般的导体内部,电荷做无规则运动
电荷会在电场的作用下做定向移动,形成电流
2025/9/1
电流的形成
电流的方向:与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反。
+
+
+
A
+
+
+
+
_
_
B
_
_
_
+
_
_
_
-
-
-
【思考】如图,若用导线连接两个分别带等量正负电荷的导体,导体中有没有电流?如有,能否持续?
自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体,达到静电平衡,导线中会产生一个瞬时电流。
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电源
如何能使导线中有持续的电流?
水流
A
B
连通器
水势A
水势B
抽水机
+
+
+
A
+
+
+
+
_
_
B
_
_
_
+
_
_
_
-
等势体
类比法
也就是说要在之间增加一个类似于“抽水机”的东西,不停将A端的负电荷搬运至B端,才能够形成持续的电流。
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电源
电源:能把自由电子从正极搬到负极的装置。
P
-
-
+
+
+
A
+
+
+
+
+
_
_
_
B
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_
_
_
_
-
-
-
搬运电荷
作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流
【思考】在这个过程,电源是如何实现自由电子的搬运的?
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电源
生活中常见的电源,你认识那些?
干电池
铅蓄电池
纽扣电池
太阳电池
锂电池
手机电池
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电源
例1:关于电源以下说法正确的是( )。
A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差
B.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流
D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量
B
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恒定电流
导线内的电场,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,电场的分布也稳定。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场——恒定电场。
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恒定电流
在恒定电场的作用下,导体中的自由电荷做定向运动,在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞,碰撞阻碍了自由电荷的定向运动,结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。
当在这个电路中串联一个电流表时,其示数保持恒定。这种大小、方向都不随时间变化的电流,称之为恒定电流。
产生条件:有自由电荷、有稳定的电势差
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恒定电流
恒定电流——标量
电流():电流的强弱程度——单位时间里通过导体横截面积的电荷量
表达式:
方向:规定与正电荷定向移动的方向相同
单位:安培()
例2:在金属导体中,若5s内通过横截面的电量为20C,则导体中的电流为________。
4A
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电流的微观表达式
如图,一段粗细均匀的导体两端加一定的电压,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,每个自由电荷量为,试求导体中通过的电流。
导体中自由电荷总数:
导体中总电荷量:
2025/9/1
电流的微观表达式
例3:在原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率在半径为r的圆周轨道上绕核运动,电子的电荷量为e,那么等效电流是( )。
A. B.
C. D.
C
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电流的微观表达式
公式 适用范围 公式含义
定义式 一切电路 比值反映了的大小,与无关
微观式
决定式 一切电路 从微观上看决定了的大小
决定式 金属
电解液 由决定,,
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课堂小结
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课堂练习
1、关于电流,下列说法正确的是( )。
A.根据可知,与成正比
B.电流的强弱和方向都不变的电流是恒定电流
C.电流有方向,因此电流是矢量
D.只有正电荷的移动,才能形成电流
B
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课堂练习
2、下列各表达式中,不属于比值法定义物理量的是( )。
A.加速度 B.场强
C.电容 D.电流
D
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课后作业
请完成书本P56页的习题1、2!
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课后拓展
电流表的使用:
①使用前调零(调零旋钮)
②“红进黑出”、“红正黑负”
③选择合适量程,采用“试触法”
④读数:明确量程+分度值
⑤必须与被测用电器串联,且不能直接接在电源两端
2025/9/1
课后拓展
问题及成因:
①不偏转:电路为断路(开路)或电流表损坏
②反偏:未调零或“+”“-”接线柱接反
③满偏:短路导致电流过大或所选量程太小
④偏转太小:电流过小或所选量程太大
Thank you!
Lavf59.27.100
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