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1、新课标高中物理选修新课标高中物理选修3-1重点：重点：难点：难点：电流的概念及其应用电流的概念及其应用导线中的电场导线中的电场电源的作用电源的作用一、电源一、电源导体中的自由电荷在电场力的作导体中的自由电荷在电场力的作用下发生用下发生瞬间瞬间定向移动形成定向移动形成瞬时瞬时电流电流. (瞬时电流瞬时电流) 1、瞬时瞬时电流的形成电流的形成假设假设A，B分别带等量的正负电分别带等量的正负电荷，现在之间连接一根导线会荷，现在之间连接一根导线会发生什么现象？发生什么现象？2、持续电流的形成持续电流的形成倘若在倘若在A,B之间连接一个装置之间连接一个装置P,作用是不断作用是不断地把电子从地把电子从A搬
2、运到搬运到B，使，使AB之间始终存在之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流一定的电场，从而保持持续电流。装置装置P电源电源二二 恒定电场恒定电场假设在电源正负极之间连接一根导线假设在电源正负极之间连接一根导线MNE0ABP P P P导线内的电场，是由电源、导线导线内的电场，是由电源、导线 等电路元件所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，积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但但有的流走了，另外的又来补充有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定布是稳定的，电场的分布也稳定, ,这种由稳定分这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电
3、场，称为恒定电场布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场恒定电场基本性质与静电场相同。恒定电场基本性质与静电场相同。MNE0FFnFt MNE0MNEEE0E导线内很快形成沿导线内很快形成沿导线方向恒定电场导线方向恒定电场三 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)电流：电流：1 定义：定义： 单位时间内通过导体横截面的单位时间内通过导体横截面的 电量电量表示电流强弱的物理量表示电流强弱的物理量。2 单位：安培单位：安培 A （ mA A）是七个是七个国际制基本单位之一，不是导出单位。国际制基本单位之一，不是导出单位。3 公式：公式： 4 方向：正电荷定
4、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金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。的方向相反。可得可得四四 金属导电电流的微观表达式金属导电电流的微观表达式 推导：推导：推导：推导：一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为设导体的横截面积为s，导体每导体每单位体积内的自由电荷数为单位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。-AB总电量总电量 电荷总数电荷总数nqSvnlSql/v vNqtQI=l/v v思考：市导学
5、P34页6题例例1：有一条横截面积有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流的铜导线，通过的电流I=1A。且铜的密度且铜的密度=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=6.62 1023mol-1，电子的电量电子的电量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。(设每个铜原设每个铜原子贡献子贡献1个电子个电子)通过横截面的电荷量是通过横截面的电荷量是由由得得从中解出从中解出代入数值得代入数值得 v =7.5 10-5 m/svtvsv解：设自由电子定向移动的速率是解：
6、设自由电子定向移动的速率是v，建模如右：建模如右：按这个速度计算，自由电子通过一米长的导线要3个小时，这可能吗？注意几个速度问题：注意几个速度问题：1.电子定向移动速率: 其大小与电流有关，一般数量级为10-5m/s （对每个电子而言）2.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）3.电子热运动速率： 任何微观粒子都做无规则运动，其速率与温度有关，通常情况为每秒几百米正电荷移动方向负电荷移动方向五五 电解液导电电流的计算电解液导电电流的计算例题例题1 某电解池，如果在某电解池，如果在1s中内共有中内共有2.51018个二价正离子和个二
7、价正离子和5.01018个一价负电子通过某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横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？大？答案：答案：1.6A小结：小结：(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)电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负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，此时离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时 q=I/t 中，中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 正电荷移动方向负电荷移动方向五五 电解液导电电流的计
8、算电解液导电电流的计算例题例题2 某电解池，如果在某电解池，如果在1s中内共有中内共有2.51018个二价正离个二价正离子通过阴极，子通过阴极，5.01018个一价负电子通过阳极，那么通个一价负电子通过阳极，那么通过这个电解池中的电流强度是多大？过这个电解池中的电流强度是多大？答案：答案：0.8A正电荷移动方向负电荷移动方向思考：例思考：例1与例与例2是否矛盾？是否矛盾？思考：市导学P34页5题五五 电解液导电电流的计算电解液导电电流的计算例题3：原子中的电子绕原子核运动可原子中的电子绕原子核运动可以等效为环形电流以等效为环形电流. .设氢原子的电子以速设氢原子的电子以速度度v,v,在半径为在半径为r r的圆周上绕核运动，电子的圆周上绕核运动，电子的电量为的电量为e e，求等效电流，求等效电流I I有多大？有多大？vre解：建立模型如右T=2r/v电子的电量为：q=e故电流为：I=q/TI=ev/2r综合上述：思考：市导学P35页10题电子运动的周期为：六六 电荷圆周运动电流的表达式电荷圆周运动电流的表达式1.1.理论推导了电源的作用和导线中的电场理论推导了电源的作用和导线中的电场课堂小结：2.2.重点：电流的概念及其应用重点：电流的概念及其应用3.3.注意注意: :几个速度问题几个速度问题作业：（1）书P43页：1.2.3(2)市导学P34页：1-10
