【物理】2023-2024学年高二上人教版（2019）必修第三册 电源和电流（课件）

第十一章

电路及其应用

人教版

必修三第一节

电源和电流BA-A++++++++_B_______

新课导入：电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，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？BA-A++++++++_B_______一、电源自由电子的定向运动使两个带电体成为等势体有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果在它们之间连接一条导线，导线中的自由电子在静电力的作用下沿导线做定向运动，形成电流。由于B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。这种情况下，导线中的电流只是瞬间的。一、电源1.概念：能把电子从正极搬运到负极的装置。2.作用：维持电路两端有一定的电势差，使电路中存在持续的电流。---+A+++++++___B_____P--自由电子的定向运动使两个带电体成为等势体，自由电子不能持续定向流动。如何才能使导线中存在持续的电流呢？--P-+A+++++++___B_____--取走补充倘若在A、B之间连接一个装置P，它能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷。这样，A、B之间始终存在电势差，导线中就会存在持续的电流。一、电源能把电子从A搬运到B的装置P就是电源，A和B是电源的两个电极。手电筒中的小灯泡能持续发光，是因为电路中有电源，使得电路中的电流能够持续存在。---+A+++++++___B_____P--一、电源【例1】发电厂一“合闸”，千里之外的用户几乎同时就有了电，人们感叹：“电流的速度好大呀”，关于“电流的速度”，理解正确的是（）A．电流的速度就是自由电荷在电路中定向移动的速度B．电流的速度就是电场在电路中传播的速度C．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向D．在普通电路中，自由电荷定向移动的速度和普通子弹的速度数量级相当B【针对训练1】关于电流的方向，下列说法正确的是（）A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同C．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端D．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反AD---+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，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。1.恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.二、恒定电流恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流.

2.电流(I):表示电流的强弱程度.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t的比值.2)公式:

3)单位:国际单位安培(A)1A=1C/s

常用单位：毫安（mA）、微安（μA）

注：电流是标量4)方向:正电荷定向移动的方向二、恒定电流

注意1.适用于任何电荷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）定向移动的方向相反3.电源能在其正、负极之间维持一定的电势差，如果电路闭合且安全，电路中将会存在持续的电流。如果电路断开，即使有电源，电路中也不会有持续的电流。三、电流的微观表达式1.建立模型一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。AB导体中的自由电荷数总电荷量所有这些电荷通过横截面所需要的时间故导体AB中的电流

由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数、每个自由电荷所带的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关。2.理论推导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了呢？

实际上，闭合开关的瞬间，电路中的各个位置以光速迅速建立了电场。随着电场的建立，电路中各处的自由电子在静电力的作用下几乎同时开始做定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。电子定向移动的速率约10-5m/s，电子热运动的平均速率105m/s电场的传播速率3×108m/s.

注意【例2】导体中的电流是5mA，那么在3.2s内有

C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于

个电子通过该截面。【针对训练2】在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示。如果测得2s内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流为多大？

【答案】由A指向B；0.16A四、课堂练习C1.电路中每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为1mm2的导线，那么电路中的电流是（

）A．0.016mA B．1.6mA C．0.16μA D．1.6μA四、课堂练习BC2．关于电流，下列说法中正确的是()A．电流流向总是从高电势流向低电势B．导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比C．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量四、课堂练习四、课堂练习C3．某电解池中，若在2s内有个5.0×1015个二价正离子和1.0×1016个一价负离子通过某截面M，其中正离子水平向右移动，那么通过这个截面的电流的大小和方向是（）A