21电源与电流
2-1电源与电流
I nqsv
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积， v为电荷定向移动速率,q为每个自由电荷的电量
• 关于电流，下列说法中正确的是( C ) • A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越 大 • B．电子运动速率越大，电流越大 • C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越 多，导体中的电流就越大 • D．因为电流有方向，所以电流是矢量
N n LS （这段导体中的自由电荷个数）
Q Ne n LS q （总电荷量）
v
S
t
L v
（这段导体中的自由电荷个数通过 横截面积S所需要的时间）
n LS q L v n vS q （电流）
L
I
Q t
四、电流的微观意义 2、例题 有一个横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知 铜的密度为ρ =8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量为6.4×10－ 2kg/mol,阿佛加德罗常数为N = 6.02×1023mol-1，电子的电量 A 为e。在这个问题中可以认为每个铜原子贡献一个自由电子。 求铜导线中自由电子定向移动的速率v？
（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量 级10－5m/s。（对每个电子而言） （3）电子的热运动速率，任何微观粒子都做无规则的运 动，其速率与温度有关，通常情况为105m/s。
小结:
1、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行. (恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式
第1节
高中物理之电流和电源知识点
高中物理之电流和电源知识点电源和电流产生电流的条件（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压导体中产生持续电流的条件是什么？有能把电子从正极搬运到负极的装置。
（电源）作用是保持导体两端的电势差（电压）使电路有持续的电流。
电源的作用1. 电子从正极搬运到负极2. 电场力做负功，电子的势能增加，通过电源把其他形式的能转化为电能。
怎样描述电流的强弱1. 定义：流过导体某一截面的电荷量与所用时间的比值2. 定义式：I=Q/tq表示通过导体截面正负离子的电量的绝对值之和。
电流是标量我们规定，正电荷的移动方向为电流的方向电流的微观表达式一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，自由电荷移动的速率为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，每个自由电荷带电量为q。
导体内的自由电荷数为：N=lsn导体内的自由电荷总电量：Q=lsnq电流的微观表达式为：电流的类型1. 直流电（方向不变）①恒定电流（大小不变）②脉冲电流（大小变化）2. 交流电（方向变化）①正（余）弦交流电②矩形锯齿形习题演练1. 关于电流的方向，下列说法正确的是（）A 电源供电的外部电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极B 电源内部，电流的方向是从电源的正极流向负极C 电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D 电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板2. 下列说法正确的是（）A 电流的方向与负电荷定向移动的方向相同B 电流的方向与正电荷定向移动的方向相同C 在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源的负极流向正极D 在直流电源的内电路上，电流方向是从电源正极流向负极。
高中物理必修三 新教材 学习笔记 第11章 1 电源和电流
1 电源和电流[学习目标] 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。
2.理解电流的定义，知道电流的单位和方向，学会用公式I ＝q t分析问题(重点)。
3.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各物理量的意义(重难点)。
一、电源1．如图所示，用导线H 连接两个分别带正、负电荷的导体A 、B ，导线H 中的电荷将如何移动？导线中有无电流？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________2．如图所示，在上述过程中，两导体的电荷量如何变化，A 、B 之间的电势差如何变化，自由电子会一直运动吗？能否形成持续的电流？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________3．如图所示，如果想让导线中有持续的电流，我们需要一个怎样的装置？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________1．电源的定义：能在电源内部把电子从电源________搬运到电源________的装置就是电源。
电源和电流ppt课件
要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。
习题课
【例1】 下列关于电源的说法正确的是(
)
B
A.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间
有电压
B.电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电能的过程
C.电荷的移动形成电流
D.只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流
【例2】如图，电解液接入电路后，在t 内有n1个一价正离子通过溶液内截
2.物理意义:表示电流的强弱程度
q
3.公式： I
t
4.单位: 国际单位
安培(A)
1A=1C/s
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
1A 103 mA 106 μA
注意
（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；电源的内部,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。
C.电流大小为 ，电流方向为顺时针
2
D.电流大小为 ，电流方向为逆时针
2
D
)
7.(2015 上海卷)重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5价重离子束，
其电流大小为1.2×10-5A，则在1s内发射的重离子个数为(e=1.6x10-19C)(
A.3.0×1012
B.1.5×1013
-
_
_
__ B __ _ _++
+
+ A +
+ ++
A
B
导体两端存在电势差
抽水机
水势A
A
导体中自由电子的定向移动使两个带
电流和电源
解；取时间t内通过导体某一横截面 自由电子数目：N=vtsn t时间内通过的横截面的电量：Q=vtsnq 由定义式：I=Q/t=nqvs
联系教材：例题1
2、三种速率
（1）自由电荷热运动的速率为105m/s
（2）自由电荷定向移动的速率为10-5m/s
（3）电流的传导速率为光速即3*108m/s
电源的作用:把电子从A搬运到B的装置 保持导体两端的电压(电势差), 使电路有持续的电流.
电源 内电路：电流从负极流向正极，静电力做负功，非 静电力做正功，电势能增加。其他形式的能转化成 电能。
4、非静电力的种类 电池中，非静电力是化学作用，化学能转化成电势能 （电能）。
发电机中，非静电力是电磁作用，机械能转化成电势 能（电能）。
5、电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电 能的装置。
E=W非/q 中，W表示电源内部非静电力做的功
W U 中，W表示电源外部静电力做的功 q
2、能量是如何转化的? 其它形式能转化为电势能 E=W非/q E反映电源的特性
W U q
电势能转化为其它形式能 U反映电场的特性
生活中的电池
太阳电池 干电池
铅蓄电池 锌汞电池
锂电池
（2）电势差
2、恒定电场的基本性质与静电场相同。
三、恒定电流
1、恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。 2、电流 （1）电荷的定向移动形成电流 （2）电流(强度)：通过导体横截面的电量跟通过这 些电量所用的时间的比值。 （3）定义式及单位： I=Q/t 安培（A） 1A=1C/S （5）标量 1 A =103mA = 106µA （4）方向：规定正电荷定向移动的方向
一、电源
1、瞬时电流
导线R中的自由电子在静电力作用下定向运 动。B失去电子，A得到电子，电场迅速减弱， 电势差消失，成等势体，达到静电平衡。导线R 中的电流是瞬时的。
高二物理电源和电流知识点
高二物理电源和电流知识点一、电源电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
(从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)二、电流1. 电流：电荷的定向移动形成电流。
2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流1. 恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
2. 恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
四、电流(强度)1. 电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流，即：单位：安培(A) 常用单位：毫安(mA)、微安(μA)2、电流是标量，但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向注意：(1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;(2)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反,导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
高二物理知识点原子核的组成原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电荷数。
原子核的衰变;半衰期⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
放射性的应用与防护;放射性同位素放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。
正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。
1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷。
实验二 叠加定理
实验二 叠加定理一、实验目的1、验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路叠加性的认识和理解。
2、正确使用直流稳压电源、电压表和电流表。
二、实验原理叠加原理不仅适用于线性直流电路，也适用于线性交流电路，为了测量方便，我们用直流电路来验证它。
叠加原理可简述如下：在线性电路中，任一支路中的电流（或电压）等于电路中各个独立源分别单独作用时在该支电路中产生的电流（或电压）的代数和。
所谓一个电源单独作用是指除了该电源外其他所有电源的作用都去掉，即理想电压源所在处用短路代替，理想电流源所在处用开路代替，但保留它们的内阻，电路结构也不作改变。
由于功率是电压或电流的二次函数，因此叠加定理不能用来直接计算功率。
例如在2－1中''1'11I I I -= ''2'22I I I +-=''3'33I I I +=显然 12''112'11)()(R I R I P R +≠图2-1E 1E 26V E 1 12V E 2 6V三、仪器设备四、实验内容与步骤1、按图2-1计算电路中电压电流，并将计算值填入表2-1中。
2、 实验箱电源接通220V 电源，调节输出电压，使第一路输出端电压1E ＝12V ；2E =6V ，（须用万用表重新测定），断开电源开关待用。
按图2-2接线。
图2-23、测量1E 、2E 同时作用和分别单独作用时的支路电流，并将数据记入表格2-2中。
注意：一个电源单独作用时，另一个电源从电路中取断开。
还要注意电流（及电压）的正、负极性。
（注意：用指针表时，凡表针反偏的表示该量的实际方向与参考方向相反，应将表针反过来测量，数值取为负值！）4、测定各电阻元件上的电压，将数据记入表格2-2中。
E 1 12VE 26V表2-2五、实验报告要求1、用实验数据验证支路的电流是否符合叠加原理，并对实验误差进行适当分析。
1.电源和电流
(2)某电解槽的横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向
通过横截面的正、负离子的电荷量均为10 C，则电解液中的 电流I＝________ A.
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第二章
恒定电流
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解析： (1)金属导体中定向移动形成电流的电荷是自由 电子，在 10 s 内通过导体横截面的电荷量 q1＝10 C，故 I1 q1 ＝ t ＝1 A. (2)电解槽中定向移动形成电流的电荷是沿相反方向运 动的正、负离子，在 10 s 内通过横截面的电荷量 q2＝20 C， q2 故 I2＝ t ＝2 A.
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恒定电流
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(2)对电流的进一步理解 ①电流虽有方向，但不是矢量，是标量．遵循代数运算 法则． ②电流方向规定为正电荷定向移动方向， 金属导体中电 流方向与自由电子定向移动方向相反． q ③电流定义式 I＝ t 为单位时间通过某一横截面的电荷 量，q 只代入绝对值．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相同，q 应
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1．电源和电流
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恒Байду номын сангаас电流
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一、电源
1．电源的定义
电源是不断把 负电荷 从正极搬运到负极从而维持正
负极之间一定电势差的装置．
2．电源的作用 (1)从电荷移动角度看 电源的作用就是移送电荷，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． 电子 从正极A搬运到负极B，
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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（划书）
恒定电场
由稳定分布的电荷产生 稳定的电场称为恒定电场. （划书)
恒定电场 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
v L t
t q I
q N总e
<<
N总 XN A
X m M
m V Ls
IM v
SN Ae
（综合法）
思考题
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 经验是否相符？怎样解释？（学习 报上有）
电子定向移动的速率约7.5X10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率(电流传导速率):3×10 8 m/s,等于光速
则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有 自由电荷将通过截面C ．
已知：n为单位体积内的自由电荷的个数， S为导线的横截面积，v为自由电荷的
定向移动速率 .(推导过程）
在时间t内通过导体某截面的电量为:
Q=(VtS)nq
所形成的电流为:
I=Q/t=nqSV (导体中电流的决定 式）
例题:有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电
第二章 恒定电流
2.1 电源和电流
【学习目标】 1．知道电源在直流电路中的作用 2．知道恒定电流的定义、单位3．从微 观角度理解导体中电荷定向移动与电流 之间的关系。
【学习重点】 电流的概念
【学习难点】 从பைடு நூலகம்观角度理解导体中电荷定向移动与 电流之间的关系。
【学法指导】 自主阅读、合作探究
1．电流： 电荷的定向移动形成电流．
问题1、取一段导线如图，自由电子从它的左端移动到它 的右端所用时间计为t，则这段导体的长度为多少？体积为 多少？质量为多少？这段中的导体中的原子数（自由电子 数）n是多少？
问题1、取一段导线如图，自由电子从它的左端移动到它 的右端所用时间计为t，则这段导体的长度为多少？体 积为多少？质量为多少？这段中的导体中的原子数 （自由电子数）n是多少？
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．
二.导线中的电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
Ft
N
F
Fn M
E0
+ ++ + A+
+ +- +
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
二.导线中的电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
Ft
N
F
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课堂训练
1、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反 方向通过横截面的正负离子的电量均为10C， 则电解液中的电流为_______A． 2A
3．决定电流大小的微观量
在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个 截面B和C，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，每个电荷的电荷量为q，电荷 的定向移动速率为v
问题2、在时间t内通过右端横截面的电荷量是多少？
问题3、把问题2所得结果代人I=q/t化简写出铜导线中自 由电子定向移动的速率的表达式
分析过程（掌握逆向思维分析
L
法）
（N总：总的电子个数， X：有多少摩 )
横截面积：S 摩尔质量：M 阿伏加德罗常数：N A
电流：I 密度：
电子的电量：e 长度为：L
电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则．
注意
（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 （2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电
子）的定向移动方向相反； （3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动
方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电 时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流， 电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值 之和。
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, 可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电 子.求铜导线中自由电子定向移动的速率.
>>
v sv
v
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SN Ae
E0
+ ++ + A+
+ +- +
_ __
_ _
B _
_ _
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P
-
M
导体内的电场线保持和导线平行
N
E0
E0
导线内很快 N 形成沿导线
方向的电场
E
思考题(阅读P41）
我们在上一章中曾经得出结论: 在静电平衡时,导体内部的场强为 零,导体上任意两点之间的电势差 为零(等势体).这与我们现在的说法 有矛盾吗?为什么?
恒定电流
三.恒定电流
1.大小方向都不随时间变化的电流称为 恒定电流. 2.电流( I ):物理意义： 表示电流的强弱程度.
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 . 公式:I= q / t 单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向:正电荷定向移动的方向
导体中产生电流的条件: 导体两端存在电势差
导线R
导线R
-
-
+ ++ + A+ + ++
A
水池
___
_ _
B _
_ _
A 等势体 B
B
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，此过
程导线R中会产生一个瞬
时电流
一.电源
课中合作探究
导体两端有电源p，能干什么？
电源的作用与抽水机进行类比,结合下图分析
小结:
1、形成电流的条件：（1）存在自由电荷
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),
使电路有持续的电流.
外电路
-
-
-
A 抽水机
B
水池
+ ++ + A+
+ ++ -
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
P：电源
3.形成电流的条件：
（1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电解液——正、负离子
（2）电路必须闭合 （3）导体两端存在电压
7.5105m / s
vt
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=6.4×102kg/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)