电源和电流
第1节 电源和电流
第十一章电路及其应用第1节电源和电流[学习目标] 1.了解持续电流形成的原因，知道电源的作用，认识常见的电源。
2.对比静电平衡条件，认识导体中的恒定电场和恒定电流。
3.理解电流的定义，知道电流的单位和方向。
4.理解电流形成的微观实质。
知识点一电源与恒定电流❶电源(1)定义：能把电子从电源正极搬运到电源负极的装置就是电源。
(2)作用：使导体两端始终存在电势差。
❷恒定电场(1)形成：电源正、负极周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
电荷的分布和电场的分布不随时间变化。
(2)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。
(3)特点：在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。
❸恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流，叫作恒定电流。
(2)电流：表示电流的强弱程度。
①表达式：I＝q t。
②单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的单位还有毫安(mA)、微安(μA)。
1 A＝103 mA＝106 μA。
③方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
【思考】如图所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流。
(1)盐水中的电流沿什么方向？(2)假设电子的电荷量为e，t时间内有N个Cl－和N个Na＋通过图中虚线面，则电路中的电流为多大？提示(1)电流方向向左(2)I＝2Ne t1.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静电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.对电流的理解(1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则。
(2)在外电路中电流方向由电源正极到负极，在电源内部电流方向由电源负极到正极。
(3)I＝qt是电流的定义式，用该式计算出的电流是时间t内的平均值。
电源和电流_精品 ppt课件
-
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
电源和电流_精品
-
A
B
等势体 7
思考：
怎样才能使上述导线中有持 续的，恒定不变的电流流过？
电源和电流_精品
8
水势A
抽水机
A
连通器
B
水势B
水流
电源和电流_精品
9
1. 能把电子从A搬运到B的装置。
+ ++ + A+ ++ +
-
电源和电流_精品
25
小结:
一、电源
• 产生电流的条件.
• 电源及其作用.
• 导线中电场的特点:(恒定电场)
二、恒定电流
• 电流强度的定义：I=q/t
• 物理意义:表示电流强弱和方向的物理量.
• 电流强度的单位：安培 A、mA、uA
电源和电流_精品
26
电源和电流_精品
14
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， 电场的分布也是稳定的——这种由稳定分 布的电荷产生的稳定不变的电场称为恒定 电场.
电源和电流_精品
15
恒定电场的电场强度不变
导体中的自由电子在恒定不变的电场力作用下本应该做 匀加速运动，速度本应该不断增加，但自由电子在运动 过程中会与导体中静止不动的粒子碰撞而减速，故自由 电子定向移动的速率会保持不变。
2、从能量的角度分析：就是电源把其它形式的
物理必修三电源和电流知识点
物理必修三电源和电流知识点
物理必修三中关于电源和电流的知识点包括：
1. 电源：电源是指能源转化成电能的设备或装置。
常见的电源有直流电源和交流电源。
直流电源输出的电流是恒定的，而交流电源输出的电流是随时间变化的。
2. 电动势：电动势是指单位正电荷从一点移动到另一点所获取的电势能。
电动势可以
用来描述电源对电荷进行能量转换的能力。
电动势的单位是伏特（V）。
3. 内阻和外阻：电源内部会存在一定的电阻，称为内阻。
内阻会引起电源输出电流的
减小和内部能量损失。
外部连接在电源上的电阻称为外阻，外阻决定了电源输出电流
和电源实际输出的功率。
4. 电流：电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量。
电流的单位是安培（A）。
电流可以分为直流电流和交流电流，其中直流电流的大小和方向保持不变，而交流电
流的大小和方向会随着时间变化。
5. 电流的分布：在平行导线中，电流会按照分流规律进行分布，根据欧姆定律可以得
到电流和电阻之间的关系。
6. 串联电路和并联电路：串联电路是指多个元件依次连接在一起，而并联电路是指多
个元件同时连接在一起。
在串联电路中，电流相同而电压之和等于总电压；在并联电
路中，电压相同而电流之和等于总电流。
7. 电阻和电势降：电阻是指导体阻碍电流流动的能力，它是电压和电流的比值，单位
是欧姆（Ω）。
电流通过电阻时，会消耗电压，产生电阻的价值，称为电势降。
这些是物理必修三中关于电源和电流的一些基本知识点，希望能对你有所帮助！。
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
电路中的电源与电流方向
电路中的电源与电流方向一、电源的概念1.电源是提供电能的装置，可以使电荷发生定向移动，形成电流。
2.电源的种类：直流电源、交流电源。
3.电源的电压：电压是电源对单位正电荷做的功，单位是伏特（V）。
二、电流的形成与方向1.电流是电荷的定向移动形成的，可以是正电荷，也可以是负电荷。
2.物理学规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向。
3.在电源外部，电流从电源的正极经过用电器流向电源的负极。
4.在电源内部，电流从电源的负极流向电源的正极。
三、电源的电动势1.电动势是电源内部非静电力做功的能力，单位是伏特（V）。
2.电源的电动势与外电路无关，是电源本身的属性。
四、电源的内阻1.电源内阻是电源内部电阻，对电流有一定的阻碍作用。
2.电源内阻会导致电源两端的电压降低，影响输出功率。
五、电路中的电压、电流与电阻1.电压是电路中电荷定向移动的动力，单位是伏特（V）。
2.电流是电荷定向移动形成的流动，单位是安培（A）。
3.电阻是电路中对电流的阻碍作用，单位是欧姆（Ω）。
六、欧姆定律1.欧姆定律是描述电路中电压、电流、电阻之间关系的定律。
2.欧姆定律公式：I = U / R，其中I为电流，U为电压，R为电阻。
七、电路的串并联1.串联电路：电路中各元件依次连接，电流相同，电压分配。
2.并联电路：电路中各元件并行连接，电压相同，电流分配。
八、电路中的功率1.功率是电路中电压、电流的乘积，单位是瓦特（W）。
2.有功功率：电路中实际做功的功率，与电压和电流的相位有关。
3.无功功率：电路中不做功的功率，与电压和电流的相位差有关。
九、电路中的能量转换1.电路中的能量转换包括电能与其他形式能量的转换，如热能、光能、机械能等。
2.能量转换效率：输出能量与输入能量的比值，表示电路的能量利用效率。
十、电路中的保护与安全1.过载保护：防止电路中电流过大，造成设备损坏或火灾。
2.短路保护：防止电路中发生短路，造成设备损坏或火灾。
3.安全用电：遵守用电规定，不接触带电体，不使用破损的电器设备。
3-1第一节_电源和电流
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。
问题11：总结本节课所学内容。 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
A组能力训练题9
9．通过一根金属导线的电流为16mA．则10s内 通过这根导线横截面的自由电子数为（ B ） A．1.0×1017
B．1.0×1018 C．1.0×1019 D．1.0×1020
解： n=It/e=16×10-3×10/1.6×10-19=1.0×1018
问题1：产生电流的条件是什么？ 问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？ 问题3：从物理过程和能量转化两个方面来看电源作 用是什么？ 问题4：当导体两端有恒定的电势差，导体内建立了 何种电场? 问题5：导体中的电场是由谁产生的?是变化的还是恒 定的？自由电荷在恒定电场中发生定向运动形成的电 流是变化的还是恒定的？ 问题6：怎样理解恒定电场和恒定电流？ 问题7：怎样描述电流的强弱程度？怎样学好电流这 个物理量？ 问题8：推导电流的微观表达式。
自由电荷的平均速率不变
串一个电流表,读数不会变
恒定电流
问题5：电流这个物理现象既有方向也有强弱。怎样描 述电流的强弱程度？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：
4、矢量标量：标量
？
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。
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。
电源和电流
+ F PP
正极
－
-
_ __
_ _
B _
_ _
--
负极
P的作用:把电子从 A搬运到B，使A、 B之间始终保持一 定的电势差。
电流的产生条件
（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
的电流为I=1A，已知铜的密度为
ρ=8.9×103Kg/m3，铜的摩尔质量为M＝ 6.4×10－2Kg/mol，阿伏加得罗常数NA＝ 6.0×1023/mol，电子电量为e= 1.6×10－19C 。 在这个问题中可认为每个铜原子贡献一个电子， 求铜导线中自由电子定向移动速率v。
I
－
－
－
－
－
－
长度L vt
为e，电子的定向移动速度为v，在t时间内，通 过导体横截面的自由电子数目N可表示为（ ）
• A．nvSt
B．nvt
• C．It/e
D．It/Se
I q NeI N It
－
－
－
tt
e
长度L vt
体积V LS Svt
－
－
－
N nV nSvt
• 5、有一横截面为S＝1mm2的铜导线，流经其中
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。
A
B
总电量 电荷总数
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电 路有持续的电流.
_ _ _ _ B _ _ _ _
+ + + + A + + + + -
P
-
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．
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。
+ + + + A + + + + P -
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
由稳定分布的电荷产生稳定的电场 称为恒定电场.
水流
电流的形成
导体中产生电流的条件: 导体两端存在电势差
+ + + + A + + ++
水势A 抽水机
_ _ _ _ B _ _ _ _
A
B
A
连通器
B
水势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，导线 R中会产生一个瞬时电流
水流
一.电源
1. 能把电子从A搬运到B的装置.
4、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
5、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？
q ev I t 2R
三.恒定电流 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. 大小方向都不随时间变化的电流 称为恒定电流
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
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______； 1A
2、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 2A 电解液中的电流为_____．
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 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 ．
3、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
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
第二章 恒定电流
2.1 电源和电流
电流的形成
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．
电流的形成
导体中产生电流的条件:
+ + + + A + + ++
水势A
_ _ _ _ B _ _ _ _
A
B
A
连通器
B
水势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，导线 R中会产生一个瞬时电流
IM v SN Ae
7.5 10 m / s
5
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10-5m/s， 电子热运动的平均速率105m/s
电场的传播速率3×108m/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 I nqsv
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
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。
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 所形成的电流为: I=Q/t=nqSV
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.