高中物理 2.1 电源和电流课件 新人教版选修3-1
第二章 恒定电流
2.1 电源和电流
电闪雷鸣时, 电闪雷鸣时,强大的电流使 天空发出耀眼的闪光, 天空发出耀眼的闪光,但它只能存 在于一瞬间, 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? 却能持续发光,这是为什么?
导体中产生电流的条件: 导体中产生电流的条件:导体两端存在 电势差
+ + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _ -
恒定电场 由稳定分布的电荷产生 稳定分布的电荷产生 稳定的电场称为恒定电场 的电场称为恒定电场. 稳定的电场称为恒定电场.
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 自由电子在各个位置的定向运动速率也不变 速率 串一个电流表, 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
Hale Waihona Puke 三.恒定电流1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒 1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒 大小方向都不随时间变化 定电流. 定电流. 2.电流(I):表示电流的强弱程度 电流(I):表示电流的强弱程度. 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 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 . 些电量所用时间t 公式:I= q / t 公式: 单位: 安培(A) 单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） ）、微安 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向: 方向:正电荷定向移动的方向 电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则． 电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则．
注意 适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 任何电荷的定向移动形成的电流 （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） 金属导体中 电流方向与自由电荷（电子） 自由电荷 的定向移动方向相反 相反； 的定向移动方向相反； 电解液中，电流方向与正离子定向移动方 （3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动方 相同， 负离子走向移动方向相反． 走向移动方向相反 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 电量q表示通过截面的正、负离子电量 流，电量q表示通过截面的正、负离子电量 绝 对值之和。 对值之和。
二.恒定电场 恒定电场
导线内的电场，是由电源、 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。 荷共同形成的。尽管这些电荷 也在运动， 有的流走了， 也在运动，但有的流走了，另 外的又来补充， 外的又来补充，所以电荷的分 布是稳定的，电场的分布也稳 布是稳定的， -----恒定电场 定。-----恒定电场
课堂训练
5、氢原子的核外只有一个电子，设 氢原子的核外只有一个电子， 电子在离原子核距离为R的圆轨道 上做匀速圆周运动。 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？ 核运动的等效电流多大？
q ev I= = t 2πR
小结:
1、形成电流的条件： 形成电流的条件： 存在自由电荷（ （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 电源的作用： 2、电源的作用：提供持续的电压 导线中的电场: 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平 .(恒定电场 恒定电场) 行.(恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 电流:表示电流的强弱程度的物理量. 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， 为单位体积内自由电荷数目， 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
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 ．
课堂训练
有一条横截面积S=1mm 的铜导线, 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 =1A,已知铜的密度ρ=8.9 已知铜的密度 尔质量M=6.4 kg/mol,阿伏加德罗常数 尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数 电子的电量e= e=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. 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. 导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
C
课堂训练
4、某电解质溶液，如果在1 s内共有 某电解质溶液，如果在1 s内共有 5.0× 个二价正离子和1.0 1.0× 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， 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？ 电解质溶液的电流强度是多大？ 3.2 A
（1）存在自由电荷 存在自由电荷
3 形成电流的条件： 形成电流的条件：
金属导体——自由电子 自由电子 金属导体 电解液——正、负离子 正 电解液 （2）导体两端存在电压 导体两端存在电压 当导体两端存在电压时， 当导体两端存在电压时 ， 导体内建立 了电场， 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． 用下发生定向移动，形成电流． 保持导体两端的电压， 电源的作用是保持导体两端的电压 电源的作用是保持导体两端的电压， 持续的电流 使导体中有持续的电流． 使导体中有持续的电流．
A 等势体
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， 等势体,达到静电平衡， 导线R中会产生一个瞬时 中会产生一个瞬时 电流
一.电源 1.能把自由电子从正极搬到负极的装置 能把自由电子从正极搬到负极的装置. 1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 导体两端的电势差( 2.作用 保持导体两端的电势差 电压), 作用: 2.作用:保持导体两端的电势差(电压), 使电路有持续的电流. 持续的电流 使电路有持续的电流. ++ __ + _ + A + _ __ B _ + ++ _ P
v
s
v
IM v= ρ SN Ae
= 7.5×10 m/ s
vt
−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， 是电流的传导速率，和我们的生活 经验是否相符？怎样解释？ 经验是否相符？怎样解释？ 电子定向移动的速率约10 m/s， 电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3 电场的传播速率3×10 8 m/s.
1、在金属导体中，若10s内通过横截面 在金属导体中， 10s内通过横截面 的电量为10C 10C， 的电量为10C，则导体中的电流为 _______A； _______A； 1A 2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s 某电解槽横截面积为0.5m 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 的电量均为10C， 10C 为_______A． _______A． 2A
3．决定 电流大小 的微观量
已知： 为单位体积内的自由电荷的个数 内的自由电荷的个数， 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， 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: 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: 所形成的电流为: I=Q/t=nqSV
课堂训练
3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是 关于电流的方向， 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 不论何种导体， 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， 向相同，有时与负电荷定向移动的方向相 同
2.1 电源和电流
电闪雷鸣时, 电闪雷鸣时,强大的电流使 天空发出耀眼的闪光, 天空发出耀眼的闪光,但它只能存 在于一瞬间, 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? 却能持续发光,这是为什么?
导体中产生电流的条件: 导体中产生电流的条件:导体两端存在 电势差
+ + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _ -
恒定电场 由稳定分布的电荷产生 稳定分布的电荷产生 稳定的电场称为恒定电场 的电场称为恒定电场. 稳定的电场称为恒定电场.
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 自由电子在各个位置的定向运动速率也不变 速率 串一个电流表, 串一个电流表,读数不会变
恒定电流
Hale Waihona Puke 三.恒定电流1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒 1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒 大小方向都不随时间变化 定电流. 定电流. 2.电流(I):表示电流的强弱程度 电流(I):表示电流的强弱程度. 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 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 . 些电量所用时间t 公式:I= q / t 公式: 单位: 安培(A) 单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） ）、微安 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向: 方向:正电荷定向移动的方向 电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则． 电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则．
注意 适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 任何电荷的定向移动形成的电流 （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） 金属导体中 电流方向与自由电荷（电子） 自由电荷 的定向移动方向相反 相反； 的定向移动方向相反； 电解液中，电流方向与正离子定向移动方 （3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动方 相同， 负离子走向移动方向相反． 走向移动方向相反 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 电量q表示通过截面的正、负离子电量 流，电量q表示通过截面的正、负离子电量 绝 对值之和。 对值之和。
二.恒定电场 恒定电场
导线内的电场，是由电源、 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。 荷共同形成的。尽管这些电荷 也在运动， 有的流走了， 也在运动，但有的流走了，另 外的又来补充， 外的又来补充，所以电荷的分 布是稳定的，电场的分布也稳 布是稳定的， -----恒定电场 定。-----恒定电场
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5、氢原子的核外只有一个电子，设 氢原子的核外只有一个电子， 电子在离原子核距离为R的圆轨道 上做匀速圆周运动。 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？ 核运动的等效电流多大？
q ev I= = t 2πR
小结:
1、形成电流的条件： 形成电流的条件： 存在自由电荷（ （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 电源的作用： 2、电源的作用：提供持续的电压 导线中的电场: 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平 .(恒定电场 恒定电场) 行.(恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 电流:表示电流的强弱程度的物理量. 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， 为单位体积内自由电荷数目， 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
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 ．
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有一条横截面积S=1mm 的铜导线, 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 =1A,已知铜的密度ρ=8.9 已知铜的密度 尔质量M=6.4 kg/mol,阿伏加德罗常数 尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数 电子的电量e= e=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. 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. 导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
C
课堂训练
4、某电解质溶液，如果在1 s内共有 某电解质溶液，如果在1 s内共有 5.0× 个二价正离子和1.0 1.0× 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， 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？ 电解质溶液的电流强度是多大？ 3.2 A
（1）存在自由电荷 存在自由电荷
3 形成电流的条件： 形成电流的条件：
金属导体——自由电子 自由电子 金属导体 电解液——正、负离子 正 电解液 （2）导体两端存在电压 导体两端存在电压 当导体两端存在电压时， 当导体两端存在电压时 ， 导体内建立 了电场， 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． 用下发生定向移动，形成电流． 保持导体两端的电压， 电源的作用是保持导体两端的电压 电源的作用是保持导体两端的电压， 持续的电流 使导体中有持续的电流． 使导体中有持续的电流．
A 等势体
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， 等势体,达到静电平衡， 导线R中会产生一个瞬时 中会产生一个瞬时 电流
一.电源 1.能把自由电子从正极搬到负极的装置 能把自由电子从正极搬到负极的装置. 1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 导体两端的电势差( 2.作用 保持导体两端的电势差 电压), 作用: 2.作用:保持导体两端的电势差(电压), 使电路有持续的电流. 持续的电流 使电路有持续的电流. ++ __ + _ + A + _ __ B _ + ++ _ P
v
s
v
IM v= ρ SN Ae
= 7.5×10 m/ s
vt
−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， 是电流的传导速率，和我们的生活 经验是否相符？怎样解释？ 经验是否相符？怎样解释？ 电子定向移动的速率约10 m/s， 电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3 电场的传播速率3×10 8 m/s.
1、在金属导体中，若10s内通过横截面 在金属导体中， 10s内通过横截面 的电量为10C 10C， 的电量为10C，则导体中的电流为 _______A； _______A； 1A 2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s 某电解槽横截面积为0.5m 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 的电量均为10C， 10C 为_______A． _______A． 2A
3．决定 电流大小 的微观量
已知： 为单位体积内的自由电荷的个数 内的自由电荷的个数， 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， 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: 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: 所形成的电流为: I=Q/t=nqSV
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3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是 关于电流的方向， 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 不论何种导体， 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， 向相同，有时与负电荷定向移动的方向相 同
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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。
-
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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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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
电源和电流_精品 ppt课件
只有瞬时电流流过！
-
+ ++ + 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
-
+ ++ + 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
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
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。
高中物理-2-1电源和电流课件-新人教版选修3-1
步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】
课
标
解
读
重
点
难
点
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 1.电流的定义和 的思想． 向的规定；理解恒定电流． 计算．(重点) 重点) 2.理解电流的定义，知道电流的单位、方 2.电源的作用．( 3.经历金属导体内自由电子定向移动速率 3.电流的微观实
⑤电流的方向：规定 正电荷定向移动的方向为电流的方向， 负电荷定向移动的方向为电流的 反方向 ． (2)恒定电流 ①概念：大小、方向都 不随时间变化 的电流． ②形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率 增加 ，自由电 荷与导体内不动的粒子碰撞，阻碍自由电荷定向移动，使自由电 荷速率 减小 ，最终表现为自由电荷 平均速率 不变．
教 学 教 法 分 析课 堂 互 动来自探 究 当 堂 双 基 达 标
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
1
电源和电流
课 后 知 能 检 测
●课标要求 观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中 的作用． ●课标解读 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，单位、方向的规定；理解恒定电流． 3．理解电流形成的微观实质．
的推导过程，从微观的角度理解导体中电 质．(难点)
荷的定向移动与电流之间的关系．
电源与恒定电场
1.基本知识 (1)电源
①概念：电路中在 静电力 作用下把导体A的电子 搬运 到 导体B的位置． ②作用：在导体A、B两端维持一定的 电势差 ．使电路中保 持 持续 的电流．
(2)恒定电场 ①定义：由 稳定分布 的电荷所产生的稳定的电场． ②形成：连接A、B导体的导线内的电场是由 电源 、 导线 等 电路元件所积累的电荷共同形成的． ③特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随 时间 变 化，基本性质与 静电场 相同． ④适用规律：在静电场中所讲的电势、电势差及其与
课
标
解
读
重
点
难
点
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 1.电流的定义和 的思想． 向的规定；理解恒定电流． 计算．(重点) 重点) 2.理解电流的定义，知道电流的单位、方 2.电源的作用．( 3.经历金属导体内自由电子定向移动速率 3.电流的微观实
⑤电流的方向：规定 正电荷定向移动的方向为电流的方向， 负电荷定向移动的方向为电流的 反方向 ． (2)恒定电流 ①概念：大小、方向都 不随时间变化 的电流． ②形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率 增加 ，自由电 荷与导体内不动的粒子碰撞，阻碍自由电荷定向移动，使自由电 荷速率 减小 ，最终表现为自由电荷 平均速率 不变．
教 学 教 法 分 析课 堂 互 动来自探 究 当 堂 双 基 达 标
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
1
电源和电流
课 后 知 能 检 测
●课标要求 观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中 的作用． ●课标解读 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，单位、方向的规定；理解恒定电流． 3．理解电流形成的微观实质．
的推导过程，从微观的角度理解导体中电 质．(难点)
荷的定向移动与电流之间的关系．
电源与恒定电场
1.基本知识 (1)电源
①概念：电路中在 静电力 作用下把导体A的电子 搬运 到 导体B的位置． ②作用：在导体A、B两端维持一定的 电势差 ．使电路中保 持 持续 的电流．
(2)恒定电场 ①定义：由 稳定分布 的电荷所产生的稳定的电场． ②形成：连接A、B导体的导线内的电场是由 电源 、 导线 等 电路元件所积累的电荷共同形成的． ③特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随 时间 变 化，基本性质与 静电场 相同． ④适用规律：在静电场中所讲的电势、电势差及其与