（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 1 电源和电流课件 新人教版必修2.ppt

1电源和电流,第二章恒定电流,学科素养与目标要求物理观念：1.了解电流的形成条件、电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定，会用公式qIt分析相关问题.科学思维：由电流的定义式出发，经过逻辑推理得出电流的微观表达式，从微观的角度认识影响电流大小的因素.,内容索引,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,自主预习预习新知夯实基础,自主预习,一、电源1.定义：能把电子在电源内部从电源搬运到的装置.2.作用：移送电荷，维持电源正、负极间有一定的，保持电路中有持续电流.,正极,负极,电势差,二、恒定电场1.定义：由所产生的稳定的电场.2.形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷共同形成的.3.特点：任何位置的和都不随时间变化，其基本性质与静电场相同.,稳定分布的电荷,电源,导线,电荷分布,电场强度,三、恒定电流1.定义：大小、都不随时间变化的电流称为恒定电流.2.电流的定义式：I，其物理意义：时间内，通过导体横截面的.表示电流强弱程度的物理量.,方向,单位,电荷量,即学即用1.判断下列说法的正误.(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动.()(2)电流既有大小，又有方向，是矢量.()(3)导体中的电流，一定是正电荷定向移动形成的.()(4)负电荷移动的方向就是电流的方向.()(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多.(),答案,2.在一次闪电的过程中，流动的电荷量大约为300C，持续的时间大约是0.005s，所形成的平均电流强度为A.,答案,6104,重点探究,导学探究如图1所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某横截面的正电荷为q1，通过此横截面的负电荷为q2，,一、电流的理解和计算,图1,(1)确定通过导电液体中电流的方向.答案电流方向为正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右.,答案,(2)计算导电液体中电流的大小.,答案,知识深化1.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反.2.电流的定义式：I.用该式计算出的电流是时间t内的平均值.对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等.,3.三点说明(1)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I求电流时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.(2)qIt是I的变形，是求电荷量的重要公式.其中I是电流在时间t内的平均值.(3)电流虽然有方向，但它是标量，遵循代数运算法则.,例1如图2所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是,图2,解析,答案,计算电流时，要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向移动.当正、负电荷都参与定向移动时，正、负电荷对电流的形成都有贡献.,针对训练1某电解池，如果在1s内共有51018个二价正离子和11019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，设元电荷为e，那么通过这个截面的电流是A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A,解析,答案,二、电流的微观表达式,导学探究如图3所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.则：,图3,(1)导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t是多少？,答案,(2)导体AD内的自由电荷的总电荷量Q是多少？,答案AD内的自由电荷总数NnlS总电荷量QNqnlSq,(3)这段导体上的电流是多大？,答案,知识深化电流的微观表达式InqvS(1)从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量q、定向移动的速率大小v，还与导体的横截面积S有关.(2)v表示电荷定向移动的速率.自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的.,延伸阅读三种速率的比较(1)电子定向移动速率：也是公式IneSv中的v，大小约为105m/s.(2)电流的传导速率：就是电路中建立恒定电场的速率，大小为光速c3108m/s.(3)电子热运动的速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流.,例2导线中的电流是1A，导线的横截面积为1mm2.(1)在1s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e1.61019C)?答案6.251018个,(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.51028个自由电子)?答案7.35105m/s,解析,答案,解析,答案,(3)自由电子沿导线移动1m，平均要多少时间？答案3.78h,针对训练2如图4所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为,图4,解析,答案,达标检测,1.(对电源的理解)关于电源的以下说法，正确的是A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量,答案,1,2,3,解析,1,2,3,解析电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A错，B对.电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C错.电源是对电路提供能量的装置，故D错.,2.(对I的理解和应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为A.1500个B.9.3751019个C.9.3751021个D.9.3751020个,答案,1,2,3,3.(对电流微观表达式的理解和应用)有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是A.甲、乙两导