3-1-2.1電源和電流

1、2.1 電源和電流,新課標(biāo)高中物理選修3－1,,電流的形成,電流：,電荷的熱運(yùn)動(dòng)，不能形成電流．,電荷的定向移動(dòng)形成電流．,_,,,等勢(shì)體,導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件:導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差,,導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流,抽水機(jī),,,演示,,,,,,一.電源,1.能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置.,,2.作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路有持續(xù)的電流.,形成電流的條件：,（1）

2、存在自由電荷　　金屬導(dǎo)體——自由電子 電解液——正、負(fù)離子（2）導(dǎo)體兩端存在電壓　當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流．　 電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流．,,,,,,,,,,,,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,,,,,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,,二.導(dǎo)線中的電場(chǎng),,,

3、,,,,,,,,,,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,,,,,,,,,,,,,M,N,E0,,F,Fn,Ft,,,,,導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng),導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行,導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線 等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管自由電荷都在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也不會(huì)隨時(shí)間變化。

4、 -----恒定電場(chǎng),恒定電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度不變,自由電子在各個(gè)位置的定向運(yùn)動(dòng)的平均速率也不變,串一個(gè)電流表,讀數(shù)不會(huì)變(大小和方向都不隨時(shí)間變化),,,,三, 恒定電流,1.大小方向都不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為恒定電流.,2.電流(I):表示電流的強(qiáng)弱程度.定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間t的比值叫做電流 .電流是標(biāo)量.公式:I= q / t

5、單位:國(guó)際單位: 安培(A) 1A=1C/s 常用單位：毫安（mA）、微安（μA）方向:正電荷定向移動(dòng)的方向,它是人為規(guī)定的.,3．決定電流大小的微觀量,在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個(gè)截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S．導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的電荷量為q，電荷的定向移動(dòng)速率為v.則在時(shí)間t內(nèi)處于相距為 vt 的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過(guò)截面C ．,已知：n為單位體積內(nèi)的自由電荷的個(gè)

6、數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動(dòng)速率 . 在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某截面的電量為: Q=(VtS)nq 所形成的電流為: I=Q/t=nqSV,（1）適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。（2）在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動(dòng)方向相反；（3）在電解液中，電流方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)離子定向移動(dòng)方向相反．

7、導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流，電量q表示通過(guò)截面的正、負(fù)離子電量絕對(duì)值之和。,電流定義式的應(yīng)用說(shuō)明,例題:有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線,通過(guò)的電流I=1A,已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率.可認(rèn)為銅導(dǎo)線

8、中平均每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子.,s,區(qū)分三種速率 電子定向移動(dòng)的速率約10 -5 m/s， 電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率10 5 m/s， 電場(chǎng)的傳播速率3×10 8 m/s.,1、形成電流的條件： （1）存在自由電荷（2）導(dǎo)體兩端存在電壓2、電源的作用：提供持續(xù)的電壓3、導(dǎo)線中的電場(chǎng):導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行.(恒定電場(chǎng))4、恒定電流:大小方向都不隨時(shí)間變化的電流.5、電流:表示電流的強(qiáng)弱

9、程度的物理量. （1）定義式 I=q / t （2）金屬導(dǎo)體中電流的計(jì)算式,小結(jié):,n 為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)目，S 為導(dǎo)體橫截面積，v為電荷定向移動(dòng)速率 q為每個(gè)自由電荷的電量,1、在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過(guò)橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為_(kāi)____A；2、某電解槽橫截面積為0.5m2，若10s內(nèi)沿相反方向通過(guò)橫截面的正負(fù)離子的電量均為10C，則電解液中的電流為_(kāi)_____A．

10、3、氫原子的核外只有一個(gè)電子，設(shè)電子在離原子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為e，運(yùn)動(dòng)速率為v，求電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？,課堂訓(xùn)練,1A,2A,課堂訓(xùn)練,4、關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是A．金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向B．在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子，電流方向不能確定C．不論何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向D．電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，有