《江西省吉安县第三中学人教版高中物理选修3-1：第二章 2.1电源和电流 课件 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江西省吉安县第三中学人教版高中物理选修3-1：第二章 2.1电源和电流 课件 .ppt（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 2 1 电源和电流 第二章 恒定电流 导 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 2 理解电流的定义 知道电流的单位 方向的规定 理解恒定电流 思 思考题 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 回顾 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 导体中产生电流的条件 议 B A A B 水流 A B 连通器 水势A 水势B 导体中产生电流的条件 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 一 电源展 B
2、A A B 抽水机 水流 A B 连通器 水势A 水势B 导体中产生电流的条件 导体两端存在电势差 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 归纳 电流的形成条件 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 评 A B P 1 电源 能把自由电子从正极搬到负极的装置 2 作用 保持导体两端的电势差 电压 使导体中有持续的电流 拓展 电源P把电子从A搬运到B的过程中 电子的电势能 如何变化 从能量的角度看发
3、挥了怎样的作用 A B 连通器 水势A 水势B 抽水机 水流 问题1 导线中电子为什么能从电源的负极沿导 线定向移到正极 思考 问题2 在有电源的电路中 导线内部的电场又 有何特点 议 A B P 假设在电源正 负 极之间连一根导线 M N E0 F Fn Ft 导线中的电场 展 A B P M N E0 F Fn Ft M N E0 E0 E M N E 导线内很快 形成沿导线 方向的电场 导体内的电场线保持和导线平行 假设在电源正 负 极之间连一根导线 导线中的电场 A B P 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
4、补充 所以电荷的分布是稳定 的 电场的分布也不会随时间变化 这种由稳定分布的 电荷所产生的稳定的电场 成为恒定电场 由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场 二 恒定电场评 恒定电场 电场强度不变 串一个电流表 读数不会变 自由电子定向运动的 平均速率不变 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 展 1 定义 通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所 用时间
5、t的比值叫做电流 2 定义式 I q t 3 单 位 安培 A 1A 1C s 常用单位 毫安 mA 微安 A 4 方 向 正电荷定向移动的方向 注 意 电流是标量 它的运算不遵循平行四边形定则 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 注意 思考 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
6、 5 m s 电子热运动的平均速率 10 5 m s 电场的传播速率 3 10 8 m s 例题1 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 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 I 1 有一横截面为S的铜导线 流经其中的电流为I 设 单位体积的导线有n个自由电子 电子电量为 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
7、A nvSt B nvt C It e D It Se I C 检 拓展 有一横截面为S的铜导线 设单位体积的导线有 n个自由电荷 每个自由电荷电荷电量为q 电子的 定向移动速度为v 则流经其中的电流I多大 n为单位体积内自由电荷个数 S为导体横截面积 v为自由电荷定向移动速率 q为每个自由电荷的电量 2 在稀CuSO4溶液中插入两碳棒极板 在两极 板上加一定的电压 在10s内有5 1018个Cu离子通 过某截面 则碳棒中的电流强度为多大 a 手电筒中小灯泡的工作电流是0 25A b 电子手表工作时 液晶显示屏的电流0 2 A左右 c 彩色电视机工作时 屏幕为21吋 电源的工作电 流为0 4A
8、左右 屏幕为29 吋 电源的工作电流为 1A左右 d 50Hz的交流电 人能感触到的触电电流为1mA 能 够自行摆脱电源的触电电流为10mA 触电电流达 到50mA以上 将引起心室颤动 因此 国际电工 委员会规定的安全电流 摆脱电流 为10mA 生活小常识 1 电流的形成条件 1 存在自由电荷 2 存在电压 2 电源 把自由电子从正极搬到负极的装置 电源的作用 提供持续的电压 3 恒定电场 由稳定分布的电荷产生稳定的电场 4 恒定电流 大小方向都不变的电流 5 电流 表示电流的强弱程度的物理量 1 定义式 I q t 2 决定式 课堂小结 n为单位体积内自由电荷个数 S为导体横截面积 v为自由电荷定向移动速率 q为每个自由电荷的电量
