高中物理人教版选修3-1：2.1电源和电流 课件(46张)
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.
恒定电场 电场强度不变
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
串一个电流表,读数不会变
恒定电流
问题7：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。 2、度量方式： 3、决定因素：
电源
P
-
正极
F
负极
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? 假设在电源正、负极之间连一根导 线，导线中的电场如何变化，最终 又会达到哪个状态？
F
Ft
N Fn M
N
E0
+ + + + A + + + + -
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
E ′M
N
E0 E0
பைடு நூலகம்
导线 内的 电场 是由 电源 和导 体中 积累 的电 荷共 同形 成的。
（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
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。
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
水势A 抽水机
-
_ _ _ _ B _ _ _ _ P -
A
连通器
B
水势B
+ + + + A + + + + 正极
负极
水流
1. 能把电子从A搬运到B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。 电源相当于抽水机 这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。
问题3：电源的作用是什么？
q I ？ t
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。
4、矢量标量：标量 电流（物理现象）方向:正电荷定向移动的方向。 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； 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。 5、单位换算： 国际单位：安培（A） 1A 1C/s
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。 2、度量方式：
3、决定因素：
（1）宏观：
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。 -5 电子定向移动的速率约10 m/s， 电子热运动的平均速率105m/s 电场的传播速率3×108m/s.
1. 通过非静电力把电子从正极运到负极。 2.电场力做负功，电子的电势能增加，通过电源把其它 形式的能转化为电能.
+ + + + A + ++ + + _ _ _ _ B _ _ _ _ 电源的作用： （1）从物理过程分析： 就是通过非静电力把电子 从正极搬运到负极，使电 源两极间保持一定的电势 差。使电路有持续的电流； （2）从能量转化和守恒 的角度就是电源把其它形 式的能转化为电能。
Q vtSnq I nqSv t t
导体中的电流与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷 的电量、导体的横截面积和自由电荷定向运动速率四个量成正比。
问题9：知识应用举例
2 例题:有一条横截面积S=1mm 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
23 -1 -19 NA=6.02×10 mol ,电子的电量e=-1.6×10 C,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
NA N A I neSv n M M
vt
MI 5 v 7.5 10 m/s eSN A
问题10：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？
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. 大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
问题6：怎样理解恒定电场和恒定电流？
问题11：总结本节课所学内容。
一、电流（物理现象） 电流产生条件 产生持续电流 电源 提供持续电流压 （1）通过非静电力把电子从正极搬运到负 极；（2）把其它形式的能转化为电能。
（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压。
产生恒定电场 自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变 产生 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 10 mA 10 μA
3 6
问题8：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。 vt 设想在导体中取两个横截面B和C， q v q S 则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、 q q C间的所有自由电荷将通过截面C． B C
人教新课标版高二选修3-1
2.1 电源和电流
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,而手电筒中的小灯泡却能持续 发光,这是为什么?
问题1：产生电流的条件是什么？
A、B之间 有电势差 + + + + A + + + +
_ _ _ _ B _ _ _ _ A B
A、 B 电 势差为零
P 导体内的电场线保持和导线平行
M
E
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
问题5：当导体两端的电势差恒定时，为什么导体中产生的 电场是恒定的？此时导体中的电流为什么也是恒定的？ 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。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
恒定电场 电场强度不变
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
串一个电流表,读数不会变
恒定电流
问题7：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。 2、度量方式： 3、决定因素：
电源
P
-
正极
F
负极
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? 假设在电源正、负极之间连一根导 线，导线中的电场如何变化，最终 又会达到哪个状态？
F
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+ + + + A + + + + -
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
E ′M
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导线 内的 电场 是由 电源 和导 体中 积累 的电 荷共 同形 成的。
（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
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。
问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？
水势A 抽水机
-
_ _ _ _ B _ _ _ _ P -
A
连通器
B
水势B
+ + + + A + + + + 正极
负极
水流
1. 能把电子从A搬运到B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。 电源相当于抽水机 这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。
问题3：电源的作用是什么？
q I ？ t
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。
4、矢量标量：标量 电流（物理现象）方向:正电荷定向移动的方向。 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； 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。 5、单位换算： 国际单位：安培（A） 1A 1C/s
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。 2、度量方式：
3、决定因素：
（1）宏观：
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。 -5 电子定向移动的速率约10 m/s， 电子热运动的平均速率105m/s 电场的传播速率3×108m/s.
1. 通过非静电力把电子从正极运到负极。 2.电场力做负功，电子的电势能增加，通过电源把其它 形式的能转化为电能.
+ + + + A + ++ + + _ _ _ _ B _ _ _ _ 电源的作用： （1）从物理过程分析： 就是通过非静电力把电子 从正极搬运到负极，使电 源两极间保持一定的电势 差。使电路有持续的电流； （2）从能量转化和守恒 的角度就是电源把其它形 式的能转化为电能。
Q vtSnq I nqSv t t
导体中的电流与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷 的电量、导体的横截面积和自由电荷定向运动速率四个量成正比。
问题9：知识应用举例
2 例题:有一条横截面积S=1mm 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
23 -1 -19 NA=6.02×10 mol ,电子的电量e=-1.6×10 C,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
NA N A I neSv n M M
vt
MI 5 v 7.5 10 m/s eSN A
问题10：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？
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. 大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
问题6：怎样理解恒定电场和恒定电流？
问题11：总结本节课所学内容。
一、电流（物理现象） 电流产生条件 产生持续电流 电源 提供持续电流压 （1）通过非静电力把电子从正极搬运到负 极；（2）把其它形式的能转化为电能。
（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压。
产生恒定电场 自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变 产生 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 10 mA 10 μA
3 6
问题8：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。 vt 设想在导体中取两个横截面B和C， q v q S 则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、 q q C间的所有自由电荷将通过截面C． B C
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2.1 电源和电流
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,而手电筒中的小灯泡却能持续 发光,这是为什么?
问题1：产生电流的条件是什么？
A、B之间 有电势差 + + + + A + + + +
_ _ _ _ B _ _ _ _ A B
A、 B 电 势差为零
P 导体内的电场线保持和导线平行
M
E
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
问题5：当导体两端的电势差恒定时，为什么导体中产生的 电场是恒定的？此时导体中的电流为什么也是恒定的？ 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。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
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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。
-
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+ ++ + 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 名师公开课省级获奖课件(25张)
������
是求电荷量的重要公式。其中������是电流在时间������内的平均值。 (4)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。
ห้องสมุดไป่ตู้
-8-
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知识梳理
重难聚焦
典例透析
特别提醒(1)公式 I= ������ 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。 ������ (2)用公式 I= 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。 (3)横截面的选取是任意的,电流的大小与横截面无关。
-17-
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类型一 类型二
知识梳理
重难聚焦
典例透析
解析:电荷的定向移动形成电流,但正、负电荷同时向相反方向 定向移动时,通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和。 故由题意可 知,电流由正、 负离子定向移动形成,则在 2 s 内通过截面的总电荷量 应为 q=1.6×10-19×2×1.0×1019 C+1.6×10-19×1×2.0×1019 C=6.4 C。 根据电流的计算公式得 I= ������ = 2 A=3.2 A。 答案:D
������������������������������ ������
= ������������������������。
-11-
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知识梳理
重难聚焦
典例透析
(2)根据电流的微观表达式可以看出,电流决定于导体中单位体 积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速 度,还与导体的横截面积有关。 (3)由I=nqvS可以看出,同种导体横截面积越大的位置,电荷定向 移动的速率越小。
电流的计算 【例1】 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 点拨:电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,而 正电荷的定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的, 只不过正电荷定向移动的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。
是求电荷量的重要公式。其中������是电流在时间������内的平均值。 (4)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。
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典例透析
特别提醒(1)公式 I= ������ 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。 ������ (2)用公式 I= 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。 (3)横截面的选取是任意的,电流的大小与横截面无关。
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解析:电荷的定向移动形成电流,但正、负电荷同时向相反方向 定向移动时,通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和。 故由题意可 知,电流由正、 负离子定向移动形成,则在 2 s 内通过截面的总电荷量 应为 q=1.6×10-19×2×1.0×1019 C+1.6×10-19×1×2.0×1019 C=6.4 C。 根据电流的计算公式得 I= ������ = 2 A=3.2 A。 答案:D
������������������������������ ������
= ������������������������。
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典例透析
(2)根据电流的微观表达式可以看出,电流决定于导体中单位体 积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速 度,还与导体的横截面积有关。 (3)由I=nqvS可以看出,同种导体横截面积越大的位置,电荷定向 移动的速率越小。
电流的计算 【例1】 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 点拨:电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,而 正电荷的定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的, 只不过正电荷定向移动的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。
【人教版】高二物理选修3-1 第二章2.1电源和电流(共32张PPT)
（4）宏观：
I U R
只适用纯电阻电路（不包含电源）
• 例5、有一横截面为S＝1mm2的铜导线，流经其
中的电流为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，
恒定电流
大小、方向 都不变
二、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、电流强度(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
总结:
三、电流强度的计算方法： ①只有一种电荷定向移动而形成电流时。用I=Q/T计算。 ②有正负电荷沿相反方向定向移动而形成电流时，用I=(|Q+|+|Q-|)/T计算。
③当有粒子流定向移动而形成电流时，从微观入手，用I=NQSV来计算（N 为电荷体密度，S 为导体横截面积，V为电荷定向移动速率）
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【精讲精析】 q＝It＝1×10－3×1 C＝1×10－3 C， 设电子的数目为 n ，则：n＝qe＝1.16××1100－－319 ＝6.25×1015 个． 当“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时， I＝273 mA. q＝It＝273×10－3×20 C＝5.46 C. 设电子的数目为 N，则
C
5、下列说法正确的是：（ B ） A.用导线把开关、电灯等用电器连接起来就组 成了一个完整的电路。 B.电源是使电路中有持续电流的装置。 C.干电池、蓄电池、发电机、电动机都是电源。 D.手电筒照明时，电流方向是由电池的负极经灯 泡到正极的。
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
《电源和电流》人教版高二物理选修3-1PPT课件
奥斯特实验
奥斯特实验。奥斯特实验第一次把电现象和磁现象联系起来了.
一、电流的磁效应
想一想
既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？ 一根通电导线周围的磁场太弱。
问题
怎样才能使电流的磁场变强呢？
有两种方法：（1）增大电流；(奥斯特实验中，短路就是为了增 大电流，获得强的磁场） （2）螺线管。让导线集中起来绕成管状，各导线产生的磁场叠 加在一起。如图：
甲
乙
丙
A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场 B．由甲、乙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关 C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关 D．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
课堂练习
【迁移训练1】
(2019 黄冈)下列有关电和磁的判断，正确的是（ A ）
A．通电导体周围存在磁场 B．磁场是由磁感线组成的 C．互相摩擦的两个物体带同种电荷 D．摩擦起电实质是创造了电荷
_ _
B _
_ _
导体A、B之 间有电势差
当导体两端存在电势差时，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：导体中产生持续电流的条件
电源
水势A
抽水机
A
连通器
B
水势B
水流
+ ++ + A+ ++ +
正极
1.能把电子从A搬运到B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。
课堂小结
本堂重点：1.理解奥斯特实验；2.安培定则的应用。 本堂难点： 探究通电螺线管外部磁场的分布特点和磁极与电流方向的关系。
高中物理(选修3-1)2.1电源和电流人教版课件
预习交流 2
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。这些电荷也在运动,电荷的分布却是稳定的,这是为什么? 答案:电荷虽然在流动,但有的电荷流走了,另外的电荷又补充上来, 所以电荷的分布是稳定的。
3.恒定电流 (1)恒定电流:由于恒定电场的作用,电路中的电流保持恒定。我们 把大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 (2)电流:①定义:通过导体截面的电荷量 q 与通过这些电荷量所用 时间 t 的比值,叫做电流强度,简称电流。 q ②公式表达:I= ,或写成电荷量的表达式:q=It。
q t2= I2 3×104 s=6× 4s。 10 0.5
=
2.(1)用 I= 计算电流时,与横截面积有关系吗?(2)电解液是如何导 电的?电解液导电时正、负离子是否会发生中和?此时如何求电流的大 小? 答案:(1)电流与横截面积没有关系。 从公式 I= 知,q 指时间 t 内通过导体某一横截面的电荷量,在公式中 并没有限定必须是单位面积通过的电荷量,所以计算电流时,与导体横 截面的大小无关,只与电荷量和通过这些电荷量所需的时间有关。
在金属导体中电子热运动的速率、电子定向移动的速率(又叫电子 漂移速率)、电流传导速率,三个速率不相同,对比如下:
自由电子 定向移动 速率 电子无规 则 热运动速 率 电流传导 速率 (或电场 传 播 速 率) 自由电子定向移动形成电流,其中电子定向移动的速率的数量级一 般为 10-5m/s 构成导体的电子在不停地做无规则运动,由于热运动向各个方向运 动的机会相等,故不能形成电流,常温下电子热运动的速率的数量 级为 105m/s
t
预习交流 3
电流也是既有大小又有方向的,是矢量,还是标量? 答案:电流是标量,其运算遵循代数法则。既有大小,又有方向,运算 遵循平行四边形定则的物理量是矢量。
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
人教版高中物理选修3-1课件教学：2-1电源和电流
2、由稳定分布的电荷学 科网产生的稳定的电场称 为恒定电场.方向：沿 导线的切线方向。组卷网
+ ++ + A+ + +- +
-
-
_ __
_ _
B _
_ _
P
-
3、恒定电场的特点：任何位置的电场强 度都不随时间变化，其基本性质与静电场 相同。
4、建立电场的速率：以光速完成。 又叫电流传导速率或叫电场的传播 速率
1、电源：能把自由电子从正极搬运到负极的装置. 作用：提供持续的电压 2、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. 3、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流. （1）定义式：
（2）微观表达式： I neSv
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
q = ne = ρvtsNAe/M 由I = q/t，得：
I = ρvsNAe/M 从中解出：
B
C
v = IM/ ρsNAe 代入数值后得：
v = 7.5×10-5m/s
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？
二个速率
电子定向移动的速率约 10-5m/s 电场的传播速率 3×10 8m/s
连通器
B
低水位B
一、电源
1.能把自由电子从正极搬运到负极的装置. 2.作用:移送电荷，保持导体两端的电势差(电压), 使电路有持续的电流.
+++ + A+
+ -+
_ _- _
_ _
B _
_ _