《高中二年级物理第一课时课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中二年级物理第一课时课件.ppt（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2.1电源和电流电源和电流第二章第二章 恒定电流恒定电流学习目标学习目标 1明确电源在直流电路中的作用，理解导明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立线中的恒定电场的建立 2知道恒定电流的概念和描述电流强弱程知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量度的物理量-电流电流 3从微观意义上看电流的强弱与自由电子从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。平均速率的关系。 雷鸣电闪时雷鸣电闪时, ,强大的电流使天强大的电流使天空发出耀眼的闪光空发出耀眼的闪光, ,但它只能存在但它只能存在于于一瞬间一瞬间, ,而手电筒中的小灯泡却而手电筒中的小灯泡却能持续发光能持续发光, ,这是
2、为什么这是为什么? ?一、电流的形成一、电流的形成1 1电流：电流：电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流注意：注意：电荷的热电荷的热运动，从运动，从宏观上看，宏观上看，不能形成不能形成电流。电流。-BA-A+_B_等势体等势体问题：导体中产生电流需要怎样的条件？问题：导体中产生电流需要怎样的条件？导体中的自由电荷在电场力的作用下发生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定向移动形成电流. (瞬时电流瞬时电流) 2 2、导体中产生电流的条件、导体中产生电流的条件: :导体两端存在电势导体两端存在电势差差AB水池抽水机抽水机类比法类比法装置P电源问题：如何形成持续电流？问题：
3、如何形成持续电流？倘若在倘若在A,BA,B之间连接一个装置之间连接一个装置P,P,作用是不断地把电子从作用是不断地把电子从A A搬搬运到运到B B，使，使ABAB之间始终存在一之间始终存在一定的电场，从而保持持续电定的电场，从而保持持续电流。流。-+A A+_B B_P P-3 3、电源、电源 （1)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. . (2 (2）作用）作用: :保持导体两端的电势差保持导体两端的电势差( (电压电压),),使电路有持续的电流使电路有持续的电流. .小结小结: :形成电流的条件形成电流的条件 （1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 金属导体
4、金属导体自由电子自由电子 电解液电解液正、负离子正、负离子（2 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，导体内建立了电场，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，形成电流移动，形成电流 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体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中有持续的电流在有电源的电路中在有电源的电路中,导线导线内部的电场又有何特点内部的电场又有何特点?问题问题:-+A+_B_P 假设在电源正、负极之假设在电源正、负极之间连一根导线间连一根导线MNE0FFnFt二二.
5、.导线中的电场导线中的电场-+A+_B_P假设在电源正、负极之间假设在电源正、负极之间连一根导线连一根导线MNE0FFnFtMNE0E0E MNE导线内很导线内很快形成沿快形成沿导线方向导线方向的电场的电场导体内的电场线保持和导线平行导体内的电场线保持和导线平行 我们在上一章中曾经得出结论我们在上一章中曾经得出结论: :在静电平衡时在静电平衡时, ,导体内部的场强为导体内部的场强为零零, ,导体上任意两点之间的电势差导体上任意两点之间的电势差为零为零( (等势体等势体).).这与我们现在的说这与我们现在的说法有矛盾吗法有矛盾吗? ?为什么为什么? ?思考题思考题 导线内的电场，是由导线内的电场
6、，是由电源、导线电源、导线 等电路元等电路元件所积累的电荷共同件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电形成的。尽管这些电荷也在运动，但荷也在运动，但有的有的流走了，另外的又来流走了，另外的又来补充补充，所以电荷的分，所以电荷的分布是稳定的，电场的布是稳定的，电场的分布也稳定。分布也稳定。-恒定恒定电场电场-+A+_B_P- 在有电源的电路中，在有电源的电路中，导线内的电场强度不为零，导线内的电场强度不为零，是恒定电场是恒定电场 恒定电场恒定电场 由稳定分布的电荷产生由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场稳定的电场称为恒定电场. .恒定电场恒定电场电场强度不变电场强度不变自由电子在各个位置的定向
7、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串一个电流表串一个电流表, ,读数不会变读数不会变( (恒定电流恒定电流) )3恒定电流恒定电流1、 定义：定义： 用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱 2、 公式：公式：Itq 4 、 方向：正电荷定向移动的方向方向：正电荷定向移动的方向 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 可得可得tqI 3、 单位：安培单位：安培 A 其他单位其他单位 mA A（1）电流为标量，电流虽有方向但是标量）电流为标量，电流虽有方向但是标量（2）
8、电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时子定向移动形成的电流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 例题例题1:某电解池，如果在某电解池，如果在1s中内共有中内共有5.01018个二价正个二价正离子和离子和5.01018个一价负电子通过某横截面，那么通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？过这个横截面的电流强度是多大？例题例题 2 2 有一条横截面积有一条横截面积S=1mmS=1mm2 2的铜导线，通过
9、的电流的铜导线，通过的电流I=1AI=1A。已知。已知铜的密度铜的密度=8.9=8.910103 3kg/mkg/m3 3，铜的摩尔质量，铜的摩尔质量M=6.4M=6.41010-2-2kg/molkg/mol，伏，伏加德罗常数加德罗常数N NA A=6.62 =6.62 10 102323molmol-1-1，电子的电量，电子的电量e=-1.6 e=-1.6 10 10-19-19C C。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。解：设自由电子定向移动的速率是解：设自由电子定向移动的速率是v v通过横截面的电荷量是通过横截面的电荷量是eNMneqAvtS由由tqI
10、得得MeIAvSN从中解出从中解出SNAIMve代入数值后得代入数值后得 v v =7.5 =7.5 1010-5 -5 m/sm/svtvsv四、电流的微观表达式四、电流的微观表达式一段粗细均匀的导体一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压，自由电荷定两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为向移动的速率为v,设导体的横截面积为设导体的横截面积为s，导体每单位，导体每单位体积内的自由电荷数为体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为，每个自由电荷量为q。试推。试推出电流出电流I的表达式。的表达式。-ABvtnqSvtQI 祝同学们学习愉快！祝同学们学习愉快！ 再见！再见！思考题思考题 如果认为电子
11、的定向运动速率就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电子定向移动的速率约10 10 -5-5 m/s m/s， 电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10 10 5 5 m/s m/s， 电场的传播速率电场的传播速率3 310 10 8 8 m/s m/s. . 三种速度的区别三种速度的区别（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即 受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）受到电场力作用而定向移动形
12、成电流。（对整体而言）（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-2 -10-3m的数量级。的数量级。（对每个电子而言）（对每个电子而言）(3)电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与 温度有关，通常情况为每秒几百米。温度有关，通常情况为每秒几百米。1、形成电流的条件：、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（）存在自由电荷（2）导体两端存在电压）导体两端存在电压2、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压3、导线中的电场、导线中的电场:导线内的电场线保持和
13、导线平行导线内的电场线保持和导线平行. (恒定电场恒定电场)4、恒定电流、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流大小方向都不随时间变化的电流.5、电流、电流:表示电流的强弱程度的物理量表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的微观表达式）金属导体中电流的微观表达式小结小结: :nqsvI n n 为单位体积内自由电荷数目，为单位体积内自由电荷数目，S S 为导体横截面积，为导体横截面积，v v为电荷定向移动速率为电荷定向移动速率,q,q为每个自由电荷的电量为每个自由电荷的电量电源电源P把电子从把电子从A搬运到搬运到B的过程中的过程中,电子的电势能电子的电势能如何变化如何变化?从能量的角度从能量的角度看发挥了怎么样的作用？看发挥了怎么样的作用？拓展拓展: