高中物理人教版选修3-1：2.1 电源和电流 课件 (共20张PPT)
NA N A I neSv n M M
vt
MI 5 v 7.5 10 m/s eSN A
无电压时，导体中的自由电荷做无规则运动，在一 段时间内向左，向右穿过横截面的自由电荷数相等
有电压时，导体中的自由电荷在电场力的作 用下做速度很小的定向运动
问题8：既然电子的定向运动速率很小，为 什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了 呢？
_ _ _ _ B _ _ _ _
M
导线内很 快形成沿 导线方向 的电场
E
导体内的电场线保持和导线平行
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。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
(电源和导体中积累的电荷共同产生)
由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率 增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速, 因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，自由电荷定向 运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串 联一个电流表,电流表的读数保持恒定.
闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒 定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几 乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时产生了电流。
电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了过 来产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。
电子定向移动的速率约10-5m/s，
电子热运动的平均速率105m/s 电场的传播速率3×108m/s.
看课本41页回答 问题3、导体内部的电场是由哪些电荷产生的 ? 问题4、导体内部的电场有什么特点？
问题5、当导体两端的电势差恒定时，为什么 自由电荷定向运动的平均速率不随时间变 化？
Ft F Fn M 导线内的电场是由电源和导体中 积累的电荷共同形成的。
N
E0
N E′ M
E0
E0
N
+ + + + A + + + + P
本节课所学内容。 一、电流（物理现象） 电流产生条件
产生持续电流 （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压。 提供持续电流压
电源
产生恒定电场 产生 导体内的电场线保持和导线平行
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
恒定电流
1、方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向 2、大小：用电流强度I（简称电流）来描述。
本节课所学内容。 二、电流 怎样学好电流这个物理量？
1、引入目的：反映了电流的强弱程度。
q 2、度量方式： I t 3、决定因素： U 只适用纯电阻电路（不包含电源） （1）宏观： I vt R 流体的柱 v （2）微观： I nqSv S
形模型 4、矢量标量：标量
B
C
5、单位换算： 国际单位：安培（A）
本节课所学内容。 一、电流（物理现象） 电流产生条件
产生持续电流 （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压。 提供持续电流压
电源
产生恒定电场 产生 导体内的电场线保持和导线平行
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
恒定电流
1、方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向 2、大小：用电流强度I（简称电流）来描述。
1A 1C/s
1A 10 mA 10 μA
3 6
6、测量方法：电流表等。
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
一、电源的作用
水势A 抽水机
+ + + + A + + + + -
_ _ _ _ B _ _ _ _ P 负极 -
A
连通器 水势B 水流
B
正极
1. 能把电子从A搬运到B的装置。 2.保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续 的电流。 这个装置就是电源。其它形式的能转化为电能。
第二章
恒定电流
问题1：导体中产生电流的条件是什么？
A、B之间 有电势差 _ _ _ _ B _ _ _ _ -
+ + + + A + + ++
A、B电 势差为 零 B
（1）导体两端存在电压
（2）存在自由电荷
金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
水势A
问题7：探究电流的微观表达式？
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， 导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷 量为q。 1、t 时间内那一段长度内的自由 vt q 电荷可通过右端的截面？ t qv S q 2、这一段导体内的自由电荷的数 q B C 目？ nst 3、t 时间内通过截面S 的电荷量？ 4、电流为多少？ nstq
Q vtSnq I nqSv t t
知识应用举例:
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。 S
问题6：电流有强弱。怎样描述电流的强弱程度？
二、电流强度
1、定义：
q 2、度量公式： I t
3、矢量标量：标量 规定方向:正电荷定向移动的方向，负电荷定向 移动方向相反。 4、国际单位制中的七个基本单位之一 国际单位：安培（A） 1A 1C/s
1A 10 mA 10 μA
3 6
学案练习 第3 题
抽水机
A
连通器 水势B 水流
B
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
一、电源的作用
水势A 抽水机
+ + + A + + + + -
_ _ _ _ B _ _ _ _ P -
-
A
连通器 水势B 水流
B
1. 能把电子从A搬运到B的装置。 2.保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续 的电流。 这个装置就是电源。其它形式的能转化为电能。
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2.1电源和电流—人教版高中物理选修3-1课件(共21张PPT)
A得到电子，B失去电子， 周围电场迅速减弱.
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，导线中产生一个瞬时电 流。
问题二
如图，若在水池A、B之间用一个细
管连起来，则水在重力的作用下从 水池A到水池B做定向移动，A、B 之间的高度差很快消失，水管中只 可能有一个瞬间的水流.
怎样才能使水管中有源源不断的水 流呢？
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。
（3）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。
【牛刀小试】
1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体
中的电流为__1__A__；
2、某电解槽横截面积为0.5m2，若1.0s内沿相反方向通过横
截面的正负离子的电量均为1.0C，则电解液中的电流为__2_A__。
问题六:如何用微观方法表示电流？
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。
设想在导体中取两个横截面B和C，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．
q
vt
Bq
D．电源实质上也是一个用电器，也需 要外界提供能量
在电源内部，将正极上的电子 搬运到负极，维持电势差不变 电源在搬运电荷的过程中， 需要克服电场力做功，将其 他形式的能转化为电能．
电路是否闭合？
电源是对电路提供能量的装置，
二、导线中的电场
假设在电源正、负极之间连一根导线
+ + +
+ A
+-
+ ++
人教版高中物理选修3-1 2.1电源和电流(共16张PPT)
（3）电荷定向移动速率：很小，约10－5 m/s 导体在导电时，只不过是自由电荷在速率巨大
的无规则热运动基础上附加一个很小的定向移动速 率而已。
例1、如图所示，将左、右两段截面积不等的铜导 线连接起来，已知截面面积 SB=2SA ，若在1s内垂 直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截 面的电流的大小关系是 IA=IB ， 电子的定向移动速率 vA=2vB 。
电6A源，P在把1跑s内到通A过的这电条子导再线搬某回一B，横保截持面了的A电B之子间有的多电少势个差？，电路中形成了持续的电流。
流为 I = 2 A。 例抽4水、机在把金低属水导位体的中水，送若到1高0s内水通位过去横，截保面持的了电两荷侧量液为面1高0C度，差则，导容体器中中的形电成流了为持I续= 的循环A水；流。
第二章 恒定电流
§Hale Waihona Puke 、1 电源和电流一、电流的形成与电源 1、电流 电荷的定向移动形成电流
电荷的热运动，从宏 观上看，不能形成电流。
-
-
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A
B
达到等势，电流消失
形成电流的条件： 导体内有可自由移动的电荷，导体两端有电势差。
形成持续电流的条件： 导体两端一直有电势差。
若左侧为铜导线，右侧为铝导线，那么，通过这两 截面的电流的大小关系是 IA=IB 。 电子的定向移动速率vA=2vB？
6通A过，这在两1s内截通面过的这电条流导的线大某小一关横系截是面的电子，有多少个？
所电有子这 的些定电向荷移都动通速过率截面D所。需要的时间
4尽×管10这-2k些g/电mo荷l，也阿在伏运加动德，罗但常有数的N流A=走6.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。
的无规则热运动基础上附加一个很小的定向移动速 率而已。
例1、如图所示，将左、右两段截面积不等的铜导 线连接起来，已知截面面积 SB=2SA ，若在1s内垂 直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截 面的电流的大小关系是 IA=IB ， 电子的定向移动速率 vA=2vB 。
电6A源，P在把1跑s内到通A过的这电条子导再线搬某回一B，横保截持面了的A电B之子间有的多电少势个差？，电路中形成了持续的电流。
流为 I = 2 A。 例抽4水、机在把金低属水导位体的中水，送若到1高0s内水通位过去横，截保面持的了电两荷侧量液为面1高0C度，差则，导容体器中中的形电成流了为持I续= 的循环A水；流。
第二章 恒定电流
§Hale Waihona Puke 、1 电源和电流一、电流的形成与电源 1、电流 电荷的定向移动形成电流
电荷的热运动，从宏 观上看，不能形成电流。
-
-
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A
B
达到等势，电流消失
形成电流的条件： 导体内有可自由移动的电荷，导体两端有电势差。
形成持续电流的条件： 导体两端一直有电势差。
若左侧为铜导线，右侧为铝导线，那么，通过这两 截面的电流的大小关系是 IA=IB 。 电子的定向移动速率vA=2vB？
6通A过，这在两1s内截通面过的这电条流导的线大某小一关横系截是面的电子，有多少个？
所电有子这 的些定电向荷移都动通速过率截面D所。需要的时间
4尽×管10这-2k些g/电mo荷l，也阿在伏运加动德，罗但常有数的N流A=走6.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。
高中物理选修3-1课件(人教版)：2.1+电源和电流(共69张PPT)
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/267/26/2021
• 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年7月26日星期一2021/7/262021/7/262021/7/26
的能转化为电势能的装置。 (3)电源内部也是由导体组成的,所以也有电阻,这个电阻叫电
源的⑩内阻。 ①大小 ②方向 ③强弱 ④ ⑤安培 ⑥mA ⑦μA ⑧电势差 ⑨非静电力 ⑩内阻
1.电源在电路中的作用是什么?
解答:电源的作用就是移送电荷,保持导线两端的电势差。
2.恒定电流有什么特点?
解答:电流的大小、方向都不随时间变化。
(2)在电解质的水溶液中通入电流,两电极上会产生一些化学变 化。这种利用电流使物质产生化学变化的现象,我们称为电流的化学 效应,亦即将电能转换成化学能的效应。例如电解、电镀等都是电流 化学效应的应用。
知识链接:金属中自由电子热运动的速率数量级为 105 m/s,电场 的传播速率数量级为 108 m/s,形成电流时电子定向运动的平均速率 数量级为 10-5 m/s。
【答案】D 【点评】自由电荷有两类运动,一类是杂乱无章的热运动,另一 类是定向运动,只有定向运动才能形成电流。
3.下列关于电流方向的说法中,不．正．确．的是( )。
A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向 B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向 C.在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
放电电流是瞬间的,所以闪光只能存在一瞬间;而手电筒中有电源,
电源能源源不断地把流到正极的电子搬运到负极,使正、负极之间始
人教版高中物理选修3-1第二章2.1电源和电流课件(共34张PPT)
2A
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课堂训练
3、关于电流的方向，下列叙述中正确 的是
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
（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．
恒定电场
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
vt
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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？
电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率约10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
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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
第二章 恒定电流
2.1 电源和电流
师宗三中聂春明
人教版高中物理选修3-1-2.1-电源和电流(共21张)
答案：
v
IM
SN Ae
7.5105 m /
s
v sv
vt
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 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
（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
解：设自由电子定向移动的速率是v
通过横截面的电荷量是 q ne
ρvtS
M
N Ae
由 Iq t
得 I ρvSN Ae M
从中解出 v ρSIMN Ae
代入数值后得 v =7.5 ×10-5 m/s
例1 某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离 子和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过 这个横截面的电流强度是多大？
答案：1.6A
四、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
人教版高二物理选修3-1同步教学课件：2.1电源和电流
2 r
D.电流大小为 ve ，电流方向为逆时针
r
例2：某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和
2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电
流是( )
A．0
B．0.8 A
C．1.6 A
D．3.2 A
(5)微观表达式:
假设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。
类比：水流的强弱
例1：安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子
绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕
原子核沿顺时针方向做半说法，正确的是 ( )
ve
A.电流大小为 2 r ，电流方向为顺时针
B.电流大小为
ve r
，电流方向为顺时针
C.电流大小为 ve ，电流方向为逆时针
(2)不同形式的电源，会把不同形式的能转化成电能。
化学能转化成电能 机械能转化成电能
光能转化成电能
电池是最常见的一种电源：
1.5V的干电池
12V的蓄电池
图中数据的反映是什么样的物理意义？
不同的电源可以提供不同的电势差。若电源所能提供的两板 间的电势差越大，同时电源要将电子从正极搬到负极所需非静电 力做的功就越多。我们如何衡量电源的这种本领呢？
①定义：电源由导体组成，一般的电源都会具有电阻，又因
为在电路的内部，所以叫内阻。
高中认识的电源
初中认识的电源
②意义：由于内阻的原因，电动势和电势差一般不相等，只 有当外电路断开时，电动势和电势差才会相等。
例3：将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的 电压为2.4 V，当电路中有6 C的电荷流过时，求： (1)有多少其他形式的能转化为电能？ (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能？ (3)内电路中有多少电能转化为热能？
D.电流大小为 ve ，电流方向为逆时针
r
例2：某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和
2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电
流是( )
A．0
B．0.8 A
C．1.6 A
D．3.2 A
(5)微观表达式:
假设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。
类比：水流的强弱
例1：安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子
绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕
原子核沿顺时针方向做半说法，正确的是 ( )
ve
A.电流大小为 2 r ，电流方向为顺时针
B.电流大小为
ve r
，电流方向为顺时针
C.电流大小为 ve ，电流方向为逆时针
(2)不同形式的电源，会把不同形式的能转化成电能。
化学能转化成电能 机械能转化成电能
光能转化成电能
电池是最常见的一种电源：
1.5V的干电池
12V的蓄电池
图中数据的反映是什么样的物理意义？
不同的电源可以提供不同的电势差。若电源所能提供的两板 间的电势差越大，同时电源要将电子从正极搬到负极所需非静电 力做的功就越多。我们如何衡量电源的这种本领呢？
①定义：电源由导体组成，一般的电源都会具有电阻，又因
为在电路的内部，所以叫内阻。
高中认识的电源
初中认识的电源
②意义：由于内阻的原因，电动势和电势差一般不相等，只 有当外电路断开时，电动势和电势差才会相等。
例3：将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的 电压为2.4 V，当电路中有6 C的电荷流过时，求： (1)有多少其他形式的能转化为电能？ (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能？ (3)内电路中有多少电能转化为热能？
人教版高中物理选修3-1电源和电流(19张)-PPT优秀课件
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 ．
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已知：n为单位体积内的自由电荷的个
大小方向都不随时间变化的电流 称为恒定电流
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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
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例：一条导线中电流为1.6A，在1s内通过这条导线 某一横截面的电子有多少个？
解：根据电流公式：q=It 而q 电子数目乘以电子电量 ne 联立求解得：n=1019个
作用：保持导体两端的电势差(电压) 使导体中有持续的电流.
3、类型：
①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。
②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬 运到负极。
二、恒定电场
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。
注意：电流是标量
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已知：n为单位体积内的自由电荷的个
大小方向都不随时间变化的电流 称为恒定电流
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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
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例：一条导线中电流为1.6A，在1s内通过这条导线 某一横截面的电子有多少个？
解：根据电流公式：q=It 而q 电子数目乘以电子电量 ne 联立求解得：n=1019个
作用：保持导体两端的电势差(电压) 使导体中有持续的电流.
3、类型：
①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。
②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬 运到负极。
二、恒定电场
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。
注意：电流是标量
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2.1 电源和电流—人教版高中物理选修3-1 课件
闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电 场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎 同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时产生了电流。 电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了 过来产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。
➢ 电子定向移动的速率约10-5m/s， ➢ 电子热运动的平均速率105m/s ➢ 电场的传播速率3×108m/s.
B
水势B
水流
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
一、电源的作用
水势A
抽水机
A
连通器
B
水势B
水流
+ ++
A+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
1. 能把电子从A搬运到B的装置。 2.保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流。
这个装置就是电源，其它形式的能转化为电能。
➢ 看课本41页回答
vt
q q
qv
S
q
B
C
4、电流为多少？ nstq
I Q vtSnq nqSv
t
t
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
_ _
P
-
导体内的电场线保持和导线平行
N
M E
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
➢ 电子定向移动的速率约10-5m/s， ➢ 电子热运动的平均速率105m/s ➢ 电场的传播速率3×108m/s.
B
水势B
水流
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
一、电源的作用
水势A
抽水机
A
连通器
B
水势B
水流
+ ++
A+ + ++
-
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
1. 能把电子从A搬运到B的装置。 2.保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流。
这个装置就是电源，其它形式的能转化为电能。
➢ 看课本41页回答
vt
q q
qv
S
q
B
C
4、电流为多少？ nstq
I Q vtSnq nqSv
t
t
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
_ _
P
-
导体内的电场线保持和导线平行
N
M E
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
高中物理选修3-1精品课件：2.1 电源和电流
2.恒定电流
(1)定义：把大小、方向都____不__随__时__间__变__化____的电流，称为恒定电流。
(2)表达式：I＝
q t
。
(3)物理意义：表示电流____强__弱_____程度。
(4)单位：国际单位制中的单位是__安__培____，简称安，符号是A。常用的单位还有：
__毫__安____(mA)、____微__安____(μA)。1 A＝___1_0_3_ mA＝__1_0_6_ μA。
故 A 正确。
答案 A
电流的微观表达式 Байду номын сангаас要点归纳] 1.建立模型
如图3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为q。
图3
2.理论推导 AD 导体中的自由电荷总数：N＝nlS。 总电荷量 Q＝Nq＝nlSq。 所有这些电荷都通过横截面 D 所需要的时间：t＝vl。 根据公式 q＝It 可得，导体 AD 中的电流： I＝Qt ＝nllSq＝nqSv。
q t
，所以说I正比于q，反比于t。(
×)
对电流的理解
[要点归纳] 1.电流的形成
电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导 体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流。 (1)产生电流的条件：导体两端有电压。 (2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。
2.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，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子 定向移动的方向相反。
人教版选修【3-1】2.1-电源和电流【精品课件】
• 家庭电路与家庭用电示意图
• ●知识导航
• 本章是在上章场强、电势、电势差(电压)、 电场力做功的基础上，分析和研究直流电 路的基本规律．
• 本章知识在实际中有广泛而重要的应用， 不但是学习后续知识的基础，而且是学习 电工和电子技术的基础，在日常生活中也 经常用到．在学习中要掌握五个概念、四 个定律、二个电路．
• 五个概念：电流、电阻、电功、电功率、律、焦耳定
• 二个电路：串并联电路和逻辑电路
• 本章内容可分为三部分：第一部分以部分 电路欧姆定律为中心，主要研究直流电路 的基本参量、串并联电路的规律、伏安法 测电阻、电功和电热等问题；第二部分以 闭合电路的欧姆定律为中心，主要研究了 电源作用、闭合电路中功率的分配和能量 转化关系、电路的分析和计算等问题；第 三部分以电流表、电压表、滑动变阻器等 电工仪表的使用为中心，结合学生实验， 研究了仪器的选择和使用，数据的处理和 误差分析等问题．
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一 起的， 比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具体算法介绍了算法的三种基本结构：顺序、条件和循环，以及基本的 算法语句，最后集中介绍了辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究 如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样 调查知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样本的方法、 方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活中的统计数据，通过边框的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体会抽样不是简单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是 否可靠。然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系统抽样、分层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为 统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件 的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义， 并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和 比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转