人教版选修3-1课件：2.1 电源和电流 (共2份打包)

2.1 电源和电流 第二章 恒定电流 电闪雷鸣之时,强大的电流使得天空发出了耀眼的闪光,但它只能存在于一个瞬间,而手电筒中的小灯泡却能够持续发光,这是因为什么? Why？ 一、电流的产生及电源 1、电流：电荷的定向移动形成了电流 　电荷的热运动，从宏观上看，不能够形成电流． - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ R 思考：用导线连接两个分别带正、负电荷的导体，导线中有没有电流通过？ 有电流 思考：为什么会有电流？ 导体中自由电子在静电力的作用下沿导线做定向移动形 成了电流 - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ - B A 等势体 R R 思考：这个电流能持续下去吗？ 不能，导体中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R中的电流只是瞬时的。 思考：如何能让导线中保持持续的电流？ 先分析如下例子 水流 A B 连通器 水势A 水势B 思考：怎样能使水管中有源源不断的水流呢？ 瞬时水流 抽水机 抽水机 水流 A B 连通器 水势A 水势B 思考：怎样能使水管中有源源不断的水流呢？ 抽水机 持续水流 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 2、电源 A B 连通器 水势A 水势B 抽水机 水流 思考：如何能让导线中保持持续的电流？ 电源 电源 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 2、电源 （1）电源：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) 使导体中有持续的电流. A B 连通器 水势A 水势B 抽水机 水流 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 2、电源 思考:电源P把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化?从能量的角度看发挥了怎样的作用？ A B 连通器 水势A 水势B 抽水机 水流 电势能增加，其他形式的能转化为电能 3、电流的形成条件： （1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子 （2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P F Fn M N E 导线内很快形成沿导线方向的电场 导体内的电场线保持和导线平行 在电源正、负极之间连一根导线 二、恒定电流 1.导线中的电场：导体内的电场方向沿导线的切线方向 - - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 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——恒定电场 由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场. 二、恒定电流 二、恒定电流 2.恒定电场： （1）定义：由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场. （2）性质：导线中的电场是恒定电场，不是静电场，但基本性质与静电场相同。 恒定电场 该位置电场强度不变 自由电子在各个位置的定向运动速率也不变 串一个电流表,读数不会变 恒定电流 二、恒定电流 二、恒定电流 3.恒定电流：大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流 三、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、定义式:I= q / t 3、单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 4、方向:正电荷定向移动的方向 注意：电流是标量（运算不遵循平行四边形定则） (比值定义式) 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，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。 - - - - - - - 1、导体中自由电荷总数：N= 2、导体中的总电荷量：Q= 3、所有这些电荷通过导体横截面积所用的时间：t= 4、电流I： 三、电流 例1、有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子. 课堂练习 思考：如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是