电源和电流课件 2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十一章电路及其应用

第一节电源和电流目录/1.学习目标2.情景导入3.新课讲解4.小试牛刀5.课堂小结PART01学习目标学习目标1.知道电源的作用和导体中的恒定电场。初步体会动态平衡的思想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3.经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程，从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结PART02情境导入学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光,这是为什么?雷电是云层间产生巨大的电压差，将空气击穿所产生的瞬时放电现象手电筒中因为电源的作

用，小灯泡中有持续电

流而持续发光PART03新课讲解-A++++++++B_______-BA等势体HH导线H中的自由电子在静电力的作用下沿导线导线定向移动，形成电流。（1）有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果他们之间连接一条导线H，会出现什么现象？（2）形成的电流是持续电流吗？为什么？不是，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。产生的电流是一个瞬时电流。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结水流AB连通器水势A水势B水流AB连通器抽水机（3）如何形成持续的电流？

思考：如何使得连通器中存在持续的水流？学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结

思考：导线中产生的电流是瞬时电流，如何使导线中有持续电流呢？装置P的作用：源源不断的把电子从A搬运到B，从而能保持导体两端的电势差(电压),从而使得电路中有持续的电流---+A++++++___B_____P--+学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结1.电源: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),使电路有持续的电流.（其它形式的能转化为电能）---+A++++++___B_____P--电源学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结（1）存在自由电荷

金属导体——自由电子电解液——正、负离子气体导电——正、负离子和自由电子（2）导体两端存在电压（电势差）

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。3、形成电流的条件：PBA——_______———+++++++学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结--+A+++++++___B_____PA、B周围空间的电场是由电源导线等电路元件积累的电荷所形成的，电荷分布处于动态平衡的状态，产生稳定的电场，叫做恒定电场MNE0FFnFt问题：A、B周围空间产生的电场是何种电场?MNE0E0E′

MNE导线内的电场沿导线方向恒定电场学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结

恒定电场恒定电流电场强度不变由于阻力自由电子定向运动的平均速率不变串一个电流表，读数不会变学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结电流是标量。它的运算不遵循平行四边形定则。恒定电流

1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。

2.电流（

I）：表示电流的强弱程度。如果

I表示电流，q表示在t时间内通过导体横截面的电荷量，则

单位：国际单位

安培（A）

1A=1C/s常用单位毫安（mA）、微安（μA）方向：正电荷定向移动的方向学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结电流强度的微观表达式

学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结

从微观上看，电流决定与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结例：有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,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.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。S

学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结闭合开关的瞬间，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？思考与讨论学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结思考：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三种不同速率学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结电池放电时能输出的总电荷量叫做电池的容量。通常以安时（A·h）或毫安时（mA·h）作为单位。电池容量学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结PART04小试牛刀学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结1.（多选）下列关于电源的说法正确的是(

)A.电源是将其他形式的能转化为电能的装置B.电源的作用是使电源的正、负极储存一定量的正、负电荷C.与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D.在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极AD学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：AD解析：A.在电源内部其它形式的能转化为电能，在电源接入电路后外部电能转化为其他形式的能，比如干电池能把化学能转化为电能，故A正确；B.电源的作用是使电源的正负极维持一定的电势差，其正负极并不能储存电荷，故B错误；C.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，故C错误；D.正电荷的移动方向就是电流的方向，电路中电源内部正电荷由负极流向正极，这是电动势的方向，负电荷由正极流向负极，故D正确。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结2.一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为(

)A.

B.

C.

D.A学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：A解析：ABCD.根据电流的微观表达式可知由欧姆定律可得根据电阻定律可得联立可得故A正确BCD错误。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结3.北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以光速的沿环运动而形成I的等效电流时，环中运行的电子数目为（已知光速为c，电子电荷量为e）(

)A.

B.

C.

D.D学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：D解析：电子在圆形轨道运动的周期为根据电流定义式可得联立可得环中运行的电子数目为故选D。PART05课堂小结学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结①电源电源就是能不断地把自由电子从正极搬运到负极，使正、负极之间始终存在电势差的装置.②电流（1）产生电流的条件：①导体中存在着能够自由移动的电荷（金属导体——自由电子；电解液——正、负离子）；②导体两端存在电势差.（2）电流的定义式：

（q为通过导体横截面的电荷量）（3）单位：安培（A），简称安.其他单位：毫安（mA）、微安（μA）.（4）方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.在电源内部非静电力把正电荷从负极搬运到正极的过程中，克服静电力做功，电荷的电势能增加12虽然有方向，但它是标量，遵循代数运算法则正、负电荷（正反方向）绝对值之和学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结②带电粒子在电场中的偏转带电粒子以速度v0垂直于电场方向进入匀强电场时，由于带电粒子在电场中运动时仅受电场力作用（与初速度方向垂直且恒定），不考虑重力，故带电粒子做类平抛运动.粒子在电场中的运动时间