内容正文:
第一节 电源和电流
【摘要】本节是电场与电路两部分的知识衔接,有承上启下的作用。电源的正负极之间形成了稳定电场,正负极之间存在电势差,连接电源正负极之间的导线中的自由电子在电场力的作用下发生了定向移动,从而形成了电流。
关键词:电流 恒定电流
教学目标
(1)了解形成电流的条件,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思想。
(2)理解电流的定义,知道电流的单位、方向的规定;理解恒定电流。
(3)经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程,从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。
教学过程
1.电源
类比导入
A、B两个导体,分别带正、负电荷。在它们周围形成电场。用导线R连接A、B导体,自由电子在静电力的作用下沿导体定向移动,B失去电子,A得到电子,周围电场迅速减弱,A、B之间的电势差很快消失,两导体成为一个等势体,达到静电平衡状态。在这种情况下,R中的电流知识瞬时的。
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如A、B之间连接一装置P,它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走,补充给B,使A、B始终保持一定数量的正、负电荷,这样,A、B周围的空间始终存在一定的电场,A、B之间便维持着一定的电势差。由于这个电场,自由电子就能不断地由B经过R向A定向移动,使电路中保持持续的电流。图2.1-1中,能把电子从A搬运到B的装置P就是电源,A和B是电源的两个电极。
(1)电源:不断把负电荷在电源内部从电源正极搬运到电源负极的装置。
(2)电源的作用:
①从电荷移动角度看:移送电荷,维持电源正、负极间有一定电势差的装置。能产生驱动电荷做定向移动的作用力-----静电力。从而保持电路中有持续电流。
②从能量的角度看:克服静电力做功,将其他形式的能转化为电能。
2.恒定电流
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。尽管电荷也在运动,有的流走了,另外由来补充,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。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,-----恒定电场(相对静电场而