11.1 电源和电流 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

梁宁 内蒙古师范大学 第1节：电源和电流 人教版(2019年)高中物理必修第三册 第十一章 电路及其应用 物理也疯狂 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? 电源 - B A - A + + + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 如图是两个分别带正负电荷的导体，用导线连接两导体，导线和导体中会有电荷定向移动吗？若有，怎样移动？ 怎样才能有源源不断的电流呢？ 01. 电源 01. 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 01. 1.定义：电源是能把自由电子从正极A搬运到负极B的装置． 2.作用：维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流． 3.形成持续电流的条件 （1）存在自由电荷：金属导体——自由电子； 电解液——正、负离子。 （2）导体两端存在持续的电压即有电源． 电源 01. 导体中自由电荷定向移动的原因 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P M N E0 F Fn Ft M N E0 E E′ M N E 电源和导线 恒定电场 电场强度不变 自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化 串一个电流表,读数不会变 1.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。 2.电流： （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的比值叫做电流。 （2）物理意义：表示电流强弱的物理量。电流就越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。 恒定电流 02. 恒定电流 02. 3.公式： 4.单位: 国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、 微安（μA） 恒定电流 02. 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； 在电源内部,电流从负极流向正极； 2.金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 3.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： 电流的微观解释 03. 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，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。我们如何从微观角度表示电流呢？ B C S v vt q q q q 电流的微观解释 03. 一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压，设导体的横截面积为S，自由电子数密度(单位体积内的自由电子数)为n,自由电荷定向移动的平均速率为v，每个自由电子电荷量为e 时间t内通过某一横截面的自由电子数为: vt v S v 时间t内通过某一横截面的电荷量为: 电流为: 电流的微观解释 03. 三种速率： 1.电子无规则热运动的速率约105m/s； 3.电场的传播速率也叫电流的传导速率 3×108m/s. 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？ 闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时产生了电流。 2.电子定向移动的速率约10-4m/s； 电池的容量：电池放电时能输出的电荷量，单位通常是"安时"（A·h）或"毫安时"（mA·h）。 3.某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mA·h，待机时间为22d，请估算该手机的待机电流有多大。说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。   $