课件：电源和电流(1课时)
人教版(2019)高中物理必修三第十一章第1节电源和电流
第1节 电源和电流学习目标核心素养形成脉络1.了解电流的形成条件，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、方向规定，会用公式q ＝It 分析相关问题．3．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.一、电源1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用(1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．(2)公式：I ＝qt ．其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．(3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA).1 A ＝103 mA ＝106 μA ．思维辨析(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．()(2)电流既有大小，又有方向，是矢量．()(3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．()(4)电子定向移动的方向就是电流的方向．()(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．()提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√深度思考如图为分别带正、负电荷的A、B两个导体球．(1)如果用一条导线将它们连接起来，A、B之间的电势差会发生什么变化？(2)最终A、B两个导体球会达到什么状态？(3)导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？提示：(1)A、B之间的电势差会减小．(2)最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态．(3)导线中会出现电流，电流只能是瞬时的．对电流的理解和计算问题导引如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t 内通过细管某截面的正电荷为q1，通过此截面的负电荷为q2.(1)确定通过导电液体中电流的方向．(2)计算导电液体中电流的大小．[要点提示] (1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右．(2)I ＝|q 1|＋|q 2|t. 【核心深化】1．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反．2．电流的定义式：I ＝qt .用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等．3．电流虽然有方向，但它是标量，它遵循代数运算法则．如图所示，电解池内有一价的电解液，t 时间内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下解释中正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流为零B ．当n 1>n 2时，电流方向从A →B ，电流 I ＝（n 1－n 2）etC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流 I ＝（n 2－n 1）etD ．溶液内电流方向A →B ，电流I ＝（n 1＋n 2）et[解析] 正电荷定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，A 、C 错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I ＝qt 公式中q 应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，B 错误，D 正确．[答案] D(2020·湖南双峰高二期中)导体中的电流是5 μA ，那么在3.2 s 内定向移动通过导体的横截面的电荷量为q ，相当于有n 个电子通过该截面，则下列正确的是( )A ．q ＝1.6×10－5 C ；n ＝1014个B ．q ＝1.6×10－2 C ；n ＝1017个 C ．q ＝1.6×10－5 C ；n ＝1015个 D ．q ＝1.6×10－2 C ；n ＝1014 个解析：选A ．根据电流的定义式I ＝qt 得，3.2 s 内通过导体横截面的电荷量q ＝It ＝5×10－6×3.2 C ＝1.6×10－5 C ，n ＝q e ＝1.6×10－51.6×10－19＝1.0×1014个，A 正确． 电流的微观表达式 【核心深化】1．电流的微观表达式的推导如图所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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 ，每个自由电荷的电荷量大小为e .则：导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t ＝lv .导体AD 内的自由电荷总数N ＝nlS总电荷量Q ＝Ne ＝nlSe此导体上的电流I ＝Q t ＝nlSelv ＝ne v S .2．电流的微观表达式I ＝ne v S(1)I ＝qt 是电流的定义式，I ＝ne v S 是电流的决定式，因此I 与通过导体横截面的电荷量q 及时间t 无关，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量大小e 、定向移动的速率v ，还与导体的横截面积S 有关．(2)v 表示电荷定向移动的速率．自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的．导线中的电流是1 A ，导线的横截面积为1 mm 2.(1)在1 s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e ＝1.6×10－19C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线定向移动1 m ，平均要多少时间？ [解析] (1)N ＝q e ＝Ite ＝6.25×1018个．(2)由公式I ＝neS v ，得v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×1×10－6 m/s ≈7.35×10－5 m/s.(3)沿导线移动1 m 需用时t ＝17.35×10－5 s ≈3.78 h ． [答案] (1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s (3)3.78 h(多选)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ；设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为e ，此电子的定向移动速率为v ，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为( )A ．n v S ΔtB ．n v ΔtC ．I Δt eD ．I Δt Se解析：选AC ．因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δte ，C 正确，D 错误；又因为电流的微观表达式为I ＝ne v S ，所以自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝ne v S Δte ＝n v S Δt ，A 正确，B 错误．1．(对电源的理解)关于电源的以下说法，正确的是( )A ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B ．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量解析：选B ．电源的作用是维持正、负极之间稳定的电势差，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A 错，B 对．电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错．电源是对电路提供能量的装置，故D 错．2．(对I ＝qt 的理解和应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1 500个B ．9.375×1019个C ．9.375×1021个D ．9.375×1020个解析：选C ．q ＝It ，n ＝q e ＝Ite＝9.375×1021个．3．(对电流微观表达式的理解和应用)有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是( )A ．通过甲、乙两导体的电流相同B ．通过乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等解析：选B ．由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲导体的2倍，故A 错，B 对．由于I ＝nqS v ，所以v ＝InqS ，由于不知道甲、乙两导体的性质(n 、q 不知道)，所以无法判断v ，故C 、D 错．(建议用时：30分钟) 【合格考练】1．关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝qt，可知I 与q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位解析：选D．依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，选项A错误；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B、C错误，选项D正确．2．(多选)(2020·西藏高二期中)对电源的认识，下列说法正确的是()A．电源是为电路提供自由电荷的装置B．电源的作用是保持导体两端有持续的电势差C．电源的作用是使绝缘体变成导体D．电源使导体中的自由电子发生定向移动解析：选BD．电源是将其他形式的能转化为电能的装置，凡是能提供电能的装置都可以作为电源，并不是提供电荷的装置，其作用是保持导体两端的电压，能使导体中形成电场，使自由电荷受到电场力而定向移动起来，使导体内的自由电子定向移动，并不是使绝缘体变成导体，故A、C错误，B、D正确．3．金属导体内电流增强，是因为()A．导体内单位体积的自由电子数增多B．导体内自由电子定向移动的速率增大C．导体内电场的传播速率增大D．导体内自由电子的热运动速率增大解析：选B．对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A、C错误；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B正确；导体内自由电子的热运动与电流的大小无直接关系，D错误．4．(2020·云南玉溪高二期中)关于电流，下列说法正确的是()A．只有正电荷的定向移动才能形成电流B．把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向C．金属导体导电的时候，导体中电荷的定向移动方向和电流方向相同D ．方向不变的电流叫恒定电流解析：选B ．正、负电荷的定向移动都能形成电流，故A 错；人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故B 对；金属导体导电的时候，导体中定向移动的电荷是自由电子，定向移动方向和电流方向相反，故C 错；方向不变的电流叫直流电，方向和大小都不变的电流叫恒定电流，故D 错．5．(2020·华中师大附中高二期中)关于电流，下列说法中正确的是( ) A ．通过导线横截面的电荷量越多，电流越大 B ．电子运动的速度越大，电流越大C ．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D ．因为电流有方向，所以电流是矢量解析：选C ．据I ＝qt 可知，单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，并非通过导线横截面的电荷量越多，电流就越大，故A 错误，C 正确；根据电流的微观表达式I ＝ne v S 可知，电子运动的速率越大，电流不一定越大，还与单位体积内自由电子数n 、横截面积S 有关，故B 错误；电流有大小和方向，但电流是标量，故D 错误．6．(2020·山西太原检测)在通电电解槽中，若在2 s 内分别有1 C 的正离子和1 C 的负离子通过电解槽中与电流方向垂直的截面，电解液中的电流是多大( )A ．0B ．0.5 AC ．1 AD ．2 A解析：选C ．2 s 内流过的电荷量为q ＝1 C ＋1 C ＝2 C ，则由电流的定义可知：I ＝q t ＝22A ＝1 A ，故C 正确，A 、B 、D 错误．7．以下说法正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B ．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C ．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D ．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了解析：选B ．要有持续电流必须有电压，A 错误．金属导体中形成持续电流的原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确．电流的传导速率等于光速，电子定向移动的速率很小，C 错误．在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D 错误．8．(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( ) A ．粗的地方电流大，细的地方电流小 B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大解析：选CD ．同一根导线上的电流相等，故C 对；由I ＝neS v 可得v ＝IneS ，故D 对．9．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( )A ．0B ．2ne tC ．3ne tD ．4ne t解析：选D ．由题意可知，在时间t 内通过某横截面的电荷量为n ·2e ＋2n ·e ＝4ne ，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I ＝q t ＝4net，故选项D 正确．【等级考练】10．在示波管中，电子枪2 s 内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( ) A ．4.8×10－6 A B ．3×10－13AC ．3×10－6 AD ．9.6×10－6 A解析：选A ．电子枪2 s 发射的电荷量q ＝6×1013×1.6×10－19 C ＝9.6×10－6 C ，所以示波管中的电流大小为I ＝q t ＝9.6×10－62A ＝4.8×10－6 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误．11．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108 m/s ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C)( )A ．5×1010个B ．5×1011个C ．1×102个D ．1×104个解析：选B ．电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6 s ，在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内通过该横截面的电荷量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C ，环中运行的电子数N ＝qe ＝8×10－81.6×10－19个＝5×1011个．12．(多选)电池给灯泡供电与人将球抛出在能量转化方面有相似之处，我们可以将电势能类比于重力势能，如图所示，下列说法正确的是( )A ．可以将电流通过灯泡时电流做功与抛球时人对球做的功相类比B ．可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做的功类比C ．可以将电流通过灯泡时做的功与重力对球做的功类比D ．可以将电池的非静电力做功与重力对球做功类比解析：选BC ．将电势能类比重力势能，电流通过灯泡做功，电势能减少，可类比重力做功，重力势能减少，非静电力做功，电势能增加，可类比人抛球对球做功，球重力势能增加，故B 、C 正确．13．(2020·佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A ．I Δl eSm 2eU B ．I Δl em 2eU C ．I eSm 2eUD ．IS Δl em 2eU解析：选B ．加速过程，eU ＝12m v 2，则v ＝2eUm，由I ＝ne v S 知，一小段长为Δl 的电子束内的电子数N ＝n ΔlS ＝Δl I e v ＝I Δlem 2eU. 14．(2020·山西太原高二检测)有一条横截面积S ＝1 mm 2的铜导线，通过的电流I ＝2 A ．已知铜的密度ρ＝8.9×103 kg/m 3，铜的摩尔质量M ＝6.4×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023mol －1，电子的电荷量大小e ＝1.6×10－19C ，每个铜原子可提供一个自由电子，求铜导线中自由电子定向移动的速率．(结果保留2位有效数字)解析：设铜导线长为L ，则体积为V ＝LS ，质量为m ＝LSρ，摩尔数为n ＝m M总的自由电子数为nN A总电荷量为q ＝nN A e全部通过该铜线截面时间为t ＝L v根据电流的定义式：I ＝q t ＝nN A e v L ＝SρN A e v M可得：v ＝MI SρN A e带入数据解得：v ≈1.5×10－4 m/s.答案：1.5×10－4 m/s。
全国优质课一等奖人教版高中物理《电源和电流》公开课课件
因碰撞，大量自由电荷
定向运动的平均速率 不
而非匀强电场。
随时间变化。
串联电流表，得
到 恒定电流
大小、方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流.
。
1、概念：电荷的定向移动形成电流。
2、定义：用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱，
叫做电流I。
3、单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
电量：
q 4100 103 A 3600s 1.476 104 C
三、电流的微观表达式
推导：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，导体每单位体积内的自由电
荷数为n，每个自由电荷量为q。
B
A
总电量 电荷总数
Q
Nq
nlSq
=
=
I =
B. 该导体自由电荷定向移动的速率为/，该速率很大，等于光速
C. 该导体自由电荷定向移动的速率为/，该速率很小，远小于光速
D. 该导体自由电荷定向移动的速率为/，该速率很大，等于光速
课堂小结
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
A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从
而保持两极之间有稳定的电势差
B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
二、恒定电流(steady current)
思考 我们在上一章中曾经得出结论：在静电平衡时，导体内部
A
B
等势体
高二物理人教版必修第三册习题课件《电源和电流》
内容索引
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1. 下列关于电源的说法，正确的是( ) A. 电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而 保持两极之间有稳定的电势差 B. 电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而 保持两极之间有稳定的电势差 C. 只要电路中有电源，电路中就一定有电流 D. 电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
【答案】 D
1 2 3 4 56 7 8
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5. 如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来，已知 粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍，在细铜导线上取一个 截面A，在粗铜导线上取一个截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数 相等，则( )
A. 通过这两个截面的电流不相等 B. 粗导线中电流大 C. 通过这两个截面的自由电子定向移动的速率相等 D. 自由电子在粗导线中定向移动的速率小
【答案】 D
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(3) 环形电流的计算：环形电流的计算采用等效电流的观点分析．所 谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续 不断地通过圆周上各处时所形成的电流．对周期性运动的电荷，常取一 个周期来计算等效电流．利用 I＝qt ＝Tq求等效电流．
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安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可
＝1.6×10－19 C)，在整个环中运行的电子数目为( )
A. 5×1011
B. 5×1010
C. 1×102
D. 1×104
【解析】 电子转一圈的时间 t＝vs＝8×10－6 s，整个环中电子的电荷 量 Q＝It＝8×10－8 C，所以电子的数目 n＝Qe ＝5×1011，故 A 正确．
【答案】 A
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《电源和电流》PPT优质课件
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势
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
B
[在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要
克服静电力做功，把其他形式的能转化为电势能，故选项 A 错误，
选项 B 正确。电荷的定向移动才形成电流，选项 C 错误。电路中要
______。
(2)使电路中的电流能够____
持续存在。
二、恒定电流
1．恒定电场：由稳定
____分布的电荷所产生的稳定的电场。
2．自由电荷定向移动的平均速率：在恒定电场的作用下，自由
电荷定向加速
____运动，但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，
碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平移速率不随时间
(1)准确理解公式中各物理量的意义，式中的 v 是指自由电荷定
向移动的速率，不是电流的传导速率，也不是电子热运动的速率。
q
(2)I＝neSv 是由 I＝ 导出的，若 n 的含义不同，表达式的形式
1.电源和电流
[学习目标]
1.了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒
定电场。2.知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流。(重
点)3.理解电流形成的微观解释。(难点)
自 主
预 习
探 新 知
一、电源
1．定义：能够把电子
____从正极搬运到负极的装置。
2．作用：(1)维持电源正、负极间始终存在电势差
t
思路点拨：(1)电流的方向：与正离子定向移动方向相同，与负
离子定向移动方向相反。
(2)通过某一截面的电荷量为通过该截面正、负离子电荷量的绝
【金版教程】2014年高中物理 第二章《第1节 电源和电流》课件 新人教版选修3-1
(μA).1 A＝103 mA＝106 μA. 5. 方向：规定正电荷 定向移动的方向为电流方向． 即电流方向与负电荷定向移动的方向相反． 6. 电流的测量仪器： 电流表 ．
判一判
பைடு நூலகம்
(1)电流既有大小，又有方向，是矢量．( )
)
(2)电流的方向与电荷定向移动的方向相同．( (3)恒定电流的大小、方向均不变．
[完美答案] 右 (3)16 C
(1)正离子向右移动
负离子向左移动
(2)向
(4)4 A
[变式训练] 关于电流，以下说法正确的是( A．通过截面的电荷量多少就是电流的大小 B．电流的方向就是电荷定向移动的方向
3．电流的方向 (1)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定 向移动的方向与电流的方向相反． (2)金属导体中自由移动的电荷是自由电子，电流的方向与 自由电子定向移动的方向相反．
4．电流的大小 (1)定义式：I＝ q t .用该式计算出的电流是时间t内的平均
值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等． (2)两点说明： ①电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、 q 负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝ t 求电流 时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．
q ②q＝It是I＝ t 的变形，是求电荷量的重要公式．其中I是电 流在时间t内的平均值．
5．电流是标量 电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不 是矢量而是标量．
q (1)公式I＝ t 中q是时间t内通过某横截面的电荷量，不是单 位横截面的电荷量． q (2)用公式I＝ t 计算电流大小时，只需代入电荷量的绝对 值，且q要与时间t相对应．
增加
方向
都不随时间变化的电流叫恒定电
电源和电流ppt课件
新知讲解
液运动到电池的负极。负极的碳材 料有很多微孔，到达负极的锂离子 就嵌在这些微孔中，嵌入的锂离子 越多，电池中充入的电荷量也就越 多。当汽车开动时，在负极的锂离 子又会通过电解液返回正极，回到 正极的锂离子越多，则放出的电荷 量也就越大。
正极
负极
锂离子电池原理
课堂练习
1．以下说法正确的是（ A ） A．国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基 本单位 B．导体中没有电流，就说明导体内部的电荷没有移动 C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
新知讲解
1．电源定义：能把电子从A搬运到B的装置。装置P就是电源。 A、B就是电源的正负两个极。
-
+ ++
正极++
A
+ +
-极
-
电源
2.电源的作用：保持导体两端 的电势差（电压），使电路有 持续的电流。
新知讲解
二、恒定电流 1.恒定电场 （1）电荷和电场的分布不随时间变化，即由稳定分布的电荷所产生 的稳定的电场，叫作恒定电场。 （2）A、B 周围空间的电场就是恒定电场，它是由电源、导线等电 路元件所积累的电荷共同形成的。 注意：恒定电场不是静电场，但静电场中的一些规律同样适用于恒 定电场。
11.1 电源和电流
人教版（2019）高中物理 必修 第三册
新知导入
电学已经改变了我们的生活方 式，并且产生了一个巨大的工 程应用领域。
——塞格雷
今天我们就来学习电学的基础知识电 源和电流。
意大利裔美籍物 理学家塞格雷
新知导入
思考：电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能 存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？
《电流和电路》课件PPT 人教版九年级物理
式，其特点是便于画，便于识图。
4. 画电路图的基本要求
（1）电路元件符号用统一规定的符号；
（2）连线时应横平竖直，呈方形；
感悟新知
（3）各元件符号不要画在拐角处；
知3－讲
（4）线路要连接到位，中间不能有断点；
（5）电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置
一致。
（6）元件做好标注，如S、L 等。
感悟新知
知2－讲
3. 电路中形成电流的两个条件（必要条件）
（1）电路中要有电源； （2）电路必须闭合。
两条件缺一不可，即不能 认为只要有电源就有电流， 也不能认为只要电路闭合 就一定有电流。
感悟新知
知2－练
例2 如图3 所示是某宾馆的房卡，房卡插入插槽中用电 器才能工作，房卡的作用相当于___开__关___。通电后用充 电器给手机充电，手机电池相当于电路中的_用__电__器__。 （均填“电源”“用电器”或“开关”）
2. 电流的方向 把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
（1）按照这个规定，导线中电流的方向与电子定向移动
的方向相反。
感悟新知
知1－讲
（2）在电源外部，电流从电源的正极流向电源的负极。而 电源内部也有电流，电流的方向是从电源的负极流向
电源的正极。为了不在表述时出现错误，表述电路中
电流方向时，可以加上“用电器”。如：电路中的电
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知1－练
点拨：为了防止电荷被导走，制作部件B的材料必须 是绝缘体。用带负电荷的橡胶棒接触金属球A，电子定 向移动方向是A→C→D，因为电子带负电，电流方向与 负电荷定向移动方向相反，所以验电器中存在瞬间电流， 电流的方向是D→C→A，即电流方向是从D到A。
感悟新知
人教版九年级物理全一册15.2《电流和电路》课件
下列现象描述正确的是
A．只闭合S2时，铃响灯不亮
D
B．只闭合S1时S1、S2，灯亮铃不响
图1
课堂小结
电流 与 电路
电流
电路的 构成
电荷的定向移动形成电流 规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向 负电荷定向移动方向的反方向是电流方向
电路中形成持续的电流 电路基本构成的仪器
发光二极管 单向导电性 电源外部电流的方向
练习
1 下列关于电流的说法正确的是 A．电荷的移动形成电流
(C )
B．电荷定向移动的方向就是电流的方向
电路图 几种常用的元件及符号
电流 与 电路
画电路图步骤：
电路的三 种状态
通路：用电器能够工作的电路
断路：电路中某处被切断的电路. 电路无电流，用电器不工作
短路：直接用导线将电源正、负极 连接起来或用电器两端连接起来
电路有电流，用电器不工作。
练习
1. 下图是玩具电风扇的电路元件，请用笔画线代替导线将电路连接完整， 使闭合开关后电风扇能够工作，并在虚线框内画出对应的电路图。电风 扇用“ ”表示。
第2课时 电路图、电路的三种状态
复习回顾
电路的构成 1.电路中形成持续的电流要满足： 有电池同时电路必须是闭合的。
2.电路基本构成： ①电源（电池） ②开关 ③用电器（小灯泡、风扇等） ④导线
一、电路图 怎样才能把这两个实物电路既简单又清楚地画下来？
课本38页图15.2-5 几种常用的元件及符号
2.规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向
在金属内部是负电荷在移动，所以：
3.负电荷定向移动方向的反方向是电流方向
一、电流
负电荷定向移动方向的反方向是电流方向
电极
人教版高中物理必修三第十一章 1.电源和电流课件
由电荷数,v表示自由电荷定向移动的平均速率。
(3)若已知单位长度的自由电荷数为n,则电流的微观表达式为
I=nev。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
变式训练2有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而单位时
间内通过横截面的电荷量乙是甲的2倍,以下说法正确的是(
3.电流的强弱用电流这个物理量表示。单位时间内通过导体横
截面的电荷量越多,电流就越大。用I表示电流,q表示在时间t内通
过导体横截面的电荷量,有I= 。单位是安培,符号是A,常用的单
位还有毫安(mA)和微安(μA)。
4.电流的微观解释:导体的横截面积为S,自由电子数密度(单位体
积内的自由电子数)为n,自由电子定向移动的平均速率为v,则时间t
试问:溶液中的电流方向如何?电流多大?
课堂篇探究学习
探究一
探究二
解析:NaCl溶液导电是靠自由移动的Na+和Cl-,它们在静电力作用
下向相反方向运动。溶液中电流方向与Na+定向移动方向相同,即
由A指向B。
Na+和Cl-都是一价离子,每个离子的电荷量为e=1.60×10-19
C,NaCl溶液导电时,Na+由A向B定向移动,Cl-由B向A运动,负离子的
的正、负离子的电荷量均为10 C,则电解液中的电流为多少安?
解析:(1)10 s 内通过某一横截面的电荷量是 10 C,则
10C
=1
10s
10C
I2= =1 A
10s
(2)正电荷形成的电流 I1=
负电荷形成的电流
I=
=
10C
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电流的方向
注意 （1）在金属导体中，自由电子的定向 移动形成电流。电流方向? （2）在电解液中，导电时，是正负离 子向相反方向定向移动形成电流， 电流方向？ 电量q表示通过截面的正、负离子电 量绝对值之和。
例题: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.
情
景
（一）
雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的 闪光，但它只能存在于一瞬间。
手电筒中的小灯泡却能持续发光！这是为什么呢？
手电筒中及其它用电器的电路构成：
用电器能持续工作是因为除了“导体”外还有“电
如图示：水池A、B的水面有一定高度差，
若在A、B之间用一细管连起来，则水在
水池A
重力的作用下定向运动。 在这种情况下，水管中只能有一个瞬间 水流。
小结
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
1、关于电流的方向，下列叙述中正确的 是( C )
A．金属导体中电流的方向就是自由电子 定向移动的方向 B．在电解质溶液中有自由的正离子和负 离子，电流方向不能确定 C．不论何种导体，电流的方向规定为正 电荷定向移动的方向
速，为3×10 8 m/s
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 I nqsv
E′
M
E
E0
M ELeabharlann 小结: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）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． 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中 有持续的电流．
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
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 (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):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 电流是标量
第一节：电源和电流
★吴晗：“读书是学习， 摘抄是整理，写作是创
山东省单县第五中学
高二物理组编制20011年10月8日
教学目标
• 一、知识与技能 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，知道电流表的单位、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的关系。 • 二、过程与方法 • 通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒 定电流等方面的理解。 • 三、情感态度与价值观 • 通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的 生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。 • 教学重点与难点： • 重点：理解电源的形成过程及电流的产生。 • 难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线 中建立电场的速率这两个不同的概念。
q ev I t 2R
拓展题：决定电流大小的微观量 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 . 在时间t内通过导体某截面的电 量为:Q=(VtS)nq s v v 所形成的电流为:
I=Q/t=nqSV
vt
A
连通器 水池B 水流
B
问题：怎样才能使水管中有 源源不断的水流呢？
水池A 抽水机 连通器 水池B 水流
水池A中的水量需要及时补充才行。
可将水池B中的水及时抽到水池A 中，保持它们之间的高度差，从而A 使水管中有源源不断的水流流过。
B
一、电源
1、电流的形成
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. (瞬时电流)
v
s
v
vt
析与解
长度L vt
体积V LS Svt 质量m V Svt
m Svt N NA NA M M
7.5 105 m / s
－
－
－
－
－
－
q Ne Svt I N Ae t t Mt IM v SN A e
I
三种速率的区别
1、电子定向移动的速率一般比较小，数量级 为10-5 m/s 2、常温下电子不停做无规则热运动的平均速 率为10 5 m/s 3、电场的传播速率（电流的传导速率）是光
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的 方向相同，有时与负电荷定向移动的方向 相同
2、某电解质溶液，如果在1s内共有 5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个 一价负离子通过某横截面，那么通过 电解质溶液的电流强度是多大？
I=3.2 A
3、氢原子的核外只有一个电子，设 电子在离原子核距离为R的圆轨道 上做匀速圆周运动。已知电子的电 荷量为e，运动速率为v，求电子绕 核运动的等效电流多大？
等势体
电源
1.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.
++ + + 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
A B
导线内很快形成沿 导线方向恒定电场
F Ft
N
N
E0
N
Fn
M
E0
2、持续电流的形成
倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到 B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。
装置P电源
导体中产生电流的条件:导体两端存在 电势差 + + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _ A B
A
抽水机 水池
导体中自由电子的定向 B 移动使两个带电体成为 等势体,达到静电平衡， 导线R中会产生一个瞬时 电流