高二物理导体中的电场和电流 (2)精选PPT讲稿.ppt

关于高二物理导体中的电场和电流(2)第一页，讲稿共二十六页哦2.1导体中的电场和电流第二页，讲稿共二十六页哦教学目标教学目标一、知识与技能一、知识与技能1让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量-电流。3从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。二、过程与方法二、过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。教学重点与难点教学重点与难点：重点：重点：理解电源的形成过程及电流的产生。难点：难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。第三页，讲稿共二十六页哦1 1电流：电流：电荷的热运动，从宏观上看，不能形电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流成电流 电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流电流的形成电流的形成第四页，讲稿共二十六页哦-BA-A+_B_导体中自由电子的定向移动导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线达到静电平衡，导线R R中会产中会产生一个生一个瞬时瞬时电流电流导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件:水流AB连通器水势A水势B电流的形成电流的形成第五页，讲稿共二十六页哦-BA-A+_B_导体中自由电子的定向移动使导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线静电平衡，导线R R中会产生一中会产生一个个瞬时瞬时电流电流导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件:抽水机抽水机水流AB连通器水势A水势B电流的形成电流的形成导体两端存在导体两端存在电势差电势差第六页，讲稿共二十六页哦-+A+_B_P-1.1.能把电子从能把电子从A A搬运到搬运到B B的装置的装置.2.2.作用作用:保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差(电压电压),),使电路有使电路有持续持续的电流的电流.一.电源第七页，讲稿共二十六页哦形成电流的条件形成电流的条件：（1 1）存在）存在自由电荷自由电荷金属导体金属导体自由电子自由电子电电 解解 液液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在）导体两端存在电压电压当导体两端存在电压时，导体内建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，形成电流的作用下发生定向移动，形成电流电源的作用是电源的作用是保持保持导体两端的导体两端的电压电压，使导，使导体中有体中有持续持续的电流的电流第八页，讲稿共二十六页哦-+A+_B_P假设在电源正、负极假设在电源正、负极之间连一根导线之间连一根导线MNE0FFnFt二二.导线中的电场导线中的电场第九页，讲稿共二十六页哦-+A+_B_PMNE0FFnFtMNE0E0E MNE导线内很快形导线内很快形成沿导线方向成沿导线方向的电场的电场导体内的电场线保持和导线导体内的电场线保持和导线平行平行假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线二二.导线中的电场导线中的电场第十页，讲稿共二十六页哦-+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，但管这些电荷也在运动，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，所以电荷的分布是，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。稳定的，电场的分布也稳定。由由稳定分布稳定分布的电荷产生的电荷产生稳定稳定的电场称为恒定电场的电场称为恒定电场.恒定电场恒定电场第十一页，讲稿共二十六页哦由于恒定电场的作用由于恒定电场的作用,导体中自由电荷导体中自由电荷定向运动的速率增加定向运动的速率增加;而在运动过程中会与而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此因此自自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化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电流表的读数保持恒定.大小方向都大小方向都不随时间变化不随时间变化的电流称为的电流称为恒定电流恒定电流三三.恒定电流恒定电流第十二页，讲稿共二十六页哦三三.恒定电流恒定电流1.1.大小方向都大小方向都不随时间变化不随时间变化的电流称为恒定电流的电流称为恒定电流2.2.电流电流(I I):):表示电流的强弱程度表示电流的强弱程度.定义定义:通过导体横截面的电量通过导体横截面的电量q q跟通过这些电量跟通过这些电量所用时间所用时间t t的比值叫做电流的比值叫做电流.公式公式:I I=q/t=q/t单位单位:国际单位：安培国际单位：安培(A)1A=1C/s(A)1A=1C/s 常用单位：毫安常用单位：毫安(mA)(mA)、微安、微安(A)(A)方向方向:正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向电流是标量电流是标量第十三页，讲稿共二十六页哦注意注意（1 1）适用于）适用于任何电荷任何电荷的定向移动形成的电流。的定向移动形成的电流。（2 2）在）在金属导体金属导体中，电流方向与中，电流方向与自由电荷（电子）自由电荷（电子）的定向移动方向的定向移动方向相反相反；（3 3）在）在电解液中电解液中，电流方向与正离子定向移动，电流方向与正离子定向移动方方向向相同，与相同，与负离子负离子走向移动方向走向移动方向相反相反导电时，导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量电量q q表示通过截面的正、负离子表示通过截面的正、负离子电量电量绝对值之和绝对值之和。第十四页，讲稿共二十六页哦1 1、在金属导体中，若、在金属导体中，若10s10s内通过横截面的电量为内通过横截面的电量为10C10C，则导体中的电流为，则导体中的电流为_；2 2、某电解槽横截面积为、某电解槽横截面积为0.5m0.5m2 2，若，若10s10s内沿相反方向内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为通过横截面的正负离子的电量均为10C10C，则电解液中，则电解液中的电流为的电流为_1A1A2A2A第十五页，讲稿共二十六页哦3 3决定电流大小的微观量决定电流大小的微观量在加有电压的一段粗细均匀的导体在加有电压的一段粗细均匀的导体ADAD上选取两上选取两个截面个截面B B和和C C，设导体的横截面积为，设导体的横截面积为S S导体每单位体导体每单位体积内的自由电荷数为积内的自由电荷数为n n，每个电荷的电荷量为，每个电荷的电荷量为q q，电，电荷的定向移动速率为荷的定向移动速率为v v则在时间则在时间t t内处于相距为内处于相距为 vt vt 的两截面的两截面B B、C C间的所间的所有自由电荷将通过截面有自由电荷将通过截面C C 第十六页，讲稿共二十六页哦已知：已知：n n为单位体积为单位体积内的自由电荷的个数，内的自由电荷的个数，S S为导线的横截面积，为导线的横截面积，v v为自由电荷的定向移为自由电荷的定向移动速率动速率在时间在时间t t内通过导体某截面的电量为内通过导体某截面的电量为:所形成的电流为所形成的电流为:Q=(VtS)nqQ=(VtS)nqI I=Q/t=nqSV=Q/t=nqSV第十七页，讲稿共二十六页哦例题例题:有一条横截面积有一条横截面积S=1mmS=1mm2 2的铜导线的铜导线,通过的电流通过的电流I I=1A,=1A,已知铜的密度已知铜的密度=8.910=8.9103 3kg/mkg/m3 3,铜的摩尔质量铜的摩尔质量M=6.410M=6.410-2-2kg/mol,kg/mol,阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NNA A=6.0210=6.02102323molmol-1-1,电子的电量电子的电量e=-1.610e=-1.610-19-19C,C,求铜求铜导线中自由电子定向移动的速率导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子每个铜原子贡献一个自由电子.第十八页，讲稿共二十六页哦思考题思考题如果认为电子的定向运动速率就是电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流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？怎样解释？电子定向移动的速率约电子定向移动的速率约1010-5-5m/sm/s，电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10105 5m/sm/s电场的传播速率电场的传播速率3103108 8m/s.m/s.第十九页，讲稿共二十六页哦1 1、形成电流的条件：、形成电流的条件：（1 1）存在自由电荷（）存在自由电荷（2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压2 2、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压3 3、导线中的电场、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平导线内的电场线保持和导线平行行.(.(恒定电场恒定电场)4 4、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.5 5、电流、电流:表示电流的强弱程度的物理量表示电流的强弱程度的物理量.（1 1）定义式）定义式 I I=q/t=q/t （2 2）金属导体中电流的计算式）金属导体中电流的计算式小结:第二十页，讲稿共二十六页哦C C3 3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是、关于电流的方向，下列叙述中正确的是()()A A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向的方向B B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定电流方向不能确定C C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向动的方向D D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同同，有时与负电荷定向移动的方向相同第二十一页，讲稿共二十六页哦4 4、某电解质溶液，如果在、某电解质溶液，如果在1s 1s内共有内共有5.0105.0101818个二价正离子和个二价正离子和1.0101.0101919个个一价负离子通过某横截面，那么通过一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？电解质溶液的电流强度是多大？I=3.2 A I=3.2 A 第二十二页，讲稿共二十六页哦5 5、氢原子的核外只有一个电子，设电、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为子在离原子核距离为R R的圆轨道上做匀的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为速圆周运动。已知电子的电荷量为e e，运动速率为运动速率为v v，求电子绕核运动的等，求电子绕核运动的等效电流多大？效电流多大？第二十三页，讲稿共二十六页哦第二十四页，讲稿共二十六页哦；http:/