3-1-2.1電源和電流

1、2.1 電源和電流,新課標高中物理選修3－1,,電流的形成,電流：,電荷的熱運動，不能形成電流．,電荷的定向移動形成電流．,_,,,等勢體,導體中產(chǎn)生電流的條件:導體兩端存在電勢差,,導體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達到靜電平衡，導線R中會產(chǎn)生一個瞬時電流,抽水機,,,演示,,,,,,一.電源,1.能把自由電子從正極搬到負極的裝置.,,2.作用:保持導體兩端的電勢差(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　　金屬導體——自由電子 電解液——正、負離子（2）導體兩端存在電壓　當導體兩端存在電壓時，導體內(nèi)建立了電場，導體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流．　 電源的作用是保持導體兩端的電壓，使導體中有持續(xù)的電流．,,,,,,,,,,,,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,,,,,假設在電源正、負極之間連一根導線,,二.導線中的電場,,,

3、,,,,,,,,,,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,,,,,,,,,,,,,M,N,E0,,F,Fn,Ft,,,,,導線內(nèi)很快形成沿導線方向的電場,導體內(nèi)的電場線保持和導線平行,導線內(nèi)的電場，是由電源、導線 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動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也不會隨時間變化。

4、 -----恒定電場,恒定電場,電場強度不變,自由電子在各個位置的定向運動的平均速率也不變,串一個電流表,讀數(shù)不會變(大小和方向都不隨時間變化),,,,三, 恒定電流,1.大小方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流.,2.電流(I):表示電流的強弱程度.定義:通過導體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值叫做電流 .電流是標量.公式:I= q / t

5、單位:國際單位: 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均勻的導體AD上選取兩個截面B和C，設導體的橫截面積為S．導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個電荷的電荷量為q，電荷的定向移動速率為v.則在時間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截面C ．,已知：n為單位體積內(nèi)的自由電荷的個

6、數(shù)，S為導線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動速率 . 在時間t內(nèi)通過導體某截面的電量為: 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形成的電流。（2）在金屬導體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動方向相反；（3）在電解液中，電流方向與正離子定向移動方向相同，與負離子定向移動方向相反．

7、導電時，是正負離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負離子電量絕對值之和。,電流定義式的應用說明,例題:有一條橫截面積S=1mm2的銅導線,通過的電流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,求銅導線中自由電子定向移動的速率.可認為銅導線

8、中平均每個銅原子貢獻一個自由電子.,s,區(qū)分三種速率 電子定向移動的速率約10 -5 m/s， 電子熱運動的平均速率10 5 m/s， 電場的傳播速率3×10 8 m/s.,1、形成電流的條件： （1）存在自由電荷（2）導體兩端存在電壓2、電源的作用：提供持續(xù)的電壓3、導線中的電場:導線內(nèi)的電場線保持和導線平行.(恒定電場)4、恒定電流:大小方向都不隨時間變化的電流.5、電流:表示電流的強弱

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

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