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1、 雷鸣电闪时雷鸣电闪时,强大的强大的电流使天空发出耀眼的电流使天空发出耀眼的闪光闪光,但它只能存在于一但它只能存在于一瞬间瞬间,而手电筒中的小灯而手电筒中的小灯泡却能持续发光泡却能持续发光,这是为这是为什么什么?问题问题1：产生电流的条件是什么？：产生电流的条件是什么？-BA-A+_B_（1 1）存在）存在自由电荷自由电荷金属导体金属导体自由电子自由电子电电 解解 液液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在）导体两端存在电压电压当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导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，形成体中的自由电荷在电场力的作用下发
2、生定向移动，形成电流电流导体中自由电子的定向移动使导体中自由电子的定向移动使导体中自由电子的定向移动使导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到两个带电体成为等势体，达到两个带电体成为等势体，达到两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线静电平衡，导线静电平衡，导线静电平衡，导线R R R R中会产生一中会产生一中会产生一中会产生一个个个个瞬时瞬时瞬时瞬时电流。电流。电流。电流。A、B之间有电势差A、B电势差为零问题问题2：导体导体中产生中产生持续持续电流的条件是什电流的条件是什么？么？AB连通器连通器水势水势A水势水势B抽水机抽水机水流-P-+A+_B_-1.能把电子从能把电子从A搬
3、运到搬运到B的装置。的装置。2.作用作用:保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差(电压电压)，使电路有，使电路有持续持续的电流。的电流。这个装置就是电源。这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。就是电源的两个极。正极负极电源相当于电源相当于抽水机抽水机导体中形成持续电流的条件：导体中形成持续电流的条件：导导体体两两端端存存在在电电压压电电路路中中有有持持续续电电流流的的条条件件：1、有、有电源源2、电路路闭合合提提供供电电压压电电荷荷运运动动的的路路径径问题问题3：电源的作用是什么？：电源的作用是什么？电源电源+-正极正极负极负极F F2.电场力做负功，电子的电势能增加，通过电源电场力做负
4、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把其它形式的能转化为电能.1.通过非静电力把电子从正极运到负极。通过非静电力把电子从正极运到负极。-+A+_B_P-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。B-+A+_B_P假设在电源正、负极之间连一假设在电源正、负极之间连一根导线，导线中的电场如何变根导线，导线中的电场如何变化，最终又会达到哪个状态？化，最终又会达到哪个状态？MNE0FFnFt问题问题4：当导体两端有恒定：当导体两端有恒定的电势
5、差，导体内建立了的电势差，导体内建立了何种电场何种电场?MNE0E0E 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导体内的电场线保持和导线平行平行导线导线内的内的电场电场是由是由电源电源和导和导体中体中积累积累的电的电荷共荷共同形同形成的。成的。问题问题5：当导体两端的电势差恒定时，为什么导：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？为什么也是恒定的？尽管这些电荷也在运动，但尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的有的流走了，另外的又来补充，又来补充，所以
6、电荷的分布是稳定的，电场的分布也所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。稳定。由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。由于恒定电场的作用由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率导体中自由电荷定向运动的速率增加增加;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，因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，自由电荷定向自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串如果我们在这个电路中串联一个电流表联一个电流表,电流表的读数保持恒定电流表的读数保持恒定.大小方向都
7、不随时间变化的电流称为恒定电流。恒定电场电场电场强度电场强度不变自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率速率不变串一个电流表串一个电流表,读数读数不会变恒定电流电流 由由稳定分布的电荷产生的电荷产生稳定的电场称为的电场称为恒定电场电场.问题问题6：怎样理解恒定电场和恒定电流？：怎样理解恒定电场和恒定电流？问题问题7：电流这个物理量既有方向也有强弱。怎样描述：电流这个物理量既有方向也有强弱。怎样描述电流的强弱程度？电流的强弱程度？2、度量方式：、度量方式：4、矢量标量：标量、矢量标量：标量3、决定因素：、决定因素：1、引入目的：反映了电流的强弱程度。、引入目的
8、：反映了电流的强弱程度。国际单位：安培国际单位：安培（A）5、单位换算：、单位换算：6、测量方法：电流表等。、测量方法：电流表等。？电流（物理现象）方向:正电荷定向移动的方向。在在金属导体金属导体中，电流方向与中，电流方向与自由电荷（电子）自由电荷（电子）的定向移动方向的定向移动方向相相反反；在；在电解液中电解液中，电流方向与正离子定向移动，电流方向与正离子定向移动方向方向相同，与相同，与负离负离子子走向移动方向走向移动方向相反。相反。导电时，是正负离子向相反方向定向移导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，动形成电流，电量电量q q表示通过截面的正、表示通过截面的正、负离子负离子电量电
9、量绝对值之和绝对值之和。DD 一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为l l,两端加一定的电压，两端加一定的电压，两端加一定的电压，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为自由电荷定向移动的速率为自由电荷定向移动的速率为自由电荷定向移动的速率为v v,设导体的横截面积为设导体的横截面积为设导体的横截面积为设导体的横截面积为s s，导体每单位体积内的自由电荷数为导体每单位体积内的自由电荷数为导体每单位体积内的自由电荷数为导体每单位体积内的自由电荷数为n n，每个自由电荷量，每个自由电荷量，每个自由电荷量，每个自由电荷量为为为为q q。问题问题8：
10、探究电流的微观表达式？：探究电流的微观表达式？设想在导体中取两个横截面设想在导体中取两个横截面设想在导体中取两个横截面设想在导体中取两个横截面B B和和和和C C，则在时间，则在时间，则在时间，则在时间t t内处于相距为内处于相距为内处于相距为内处于相距为 vt vt 的两截面的两截面的两截面的两截面B B、C C间的所有自由间的所有自由间的所有自由间的所有自由电荷将通过截面电荷将通过截面电荷将通过截面电荷将通过截面C CBCSvvtqqqq 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。问题问题9：知识应用举例：知识应用举例
11、例题例题:有一条横截面积有一条横截面积S=1mm2的铜导线的铜导线,通过的电流通过的电流I=1A,已知铜的密度已知铜的密度=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1,电电子的电量子的电量e=-1.610-19C,求铜导线中自由电子定向移动的求铜导线中自由电子定向移动的速率速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。SvtAC借题发挥借题发挥A问题问题10：既然电子的定向运动速率很小，：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为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？了呢？闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒闭合开关的瞬间，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。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电子定向移动的速率约10-5m/s，电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率105m/s电场的传播速率电场的传播速率3108m/s.