电源和电流课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

第十一章第十一章 电路及其应用电路及其应用11.1 电源和电流电源和电流核心素养核心素养物理观念了解电流的形成条件、知道电源的作用。了解电流的形成条件、知道电源的作用。培训将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究生活中的物理问题。培训将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究生活中的物理问题。理解电流的定义、定义式，以及电路中电荷的运动特点。理解电流的定义、定义式，以及电路中电荷的运动特点。会推导电流的微观表达式，从微观角度人数影响电流大小的因素。会推导电流的微观表达式，从微观角度人数影响电流大小的因素。科学思维科学探究科学态度与责任新课导入：新课导入：雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒的小灯泡却能持续发光，这是为什么？瞬间，而手电筒的小灯泡却能持续发光，这是为什么？新知讲解：新知讲解：一、电源一、电源H用导线连接两个分别带正、负电荷的导体，导线中有没有电流通过？用导线连接两个分别带正、负电荷的导体，导线中有没有电流通过？为什么？为什么？A+_B_-HAB产生产生瞬时瞬时电流电流1.导体产生电流的条件：导体产生电流的条件：(1)导体内有自由电子导体内有自由电子(2)导体两端有导体两端有电势差电势差新知讲解：新知讲解：一、电源一、电源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。如何才能使导线向流动。如何才能使导线H中存在持续的电流呢？中存在持续的电流呢？HABH+_-+P-BA-2.电源电源(1)定义：能把定义：能把自由电子自由电子从从正极正极搬到搬到负极负极的装置。的装置。新知讲解：新知讲解：一、电源一、电源2.电源电源(2)作用：作用：保持保持导体导体两端两端的的电势差电势差（电压），使电路有（电压），使电路有持续持续的的电流电流。搬运电荷的过程就是克服静电力做功，从搬运电荷的过程就是克服静电力做功，从其他形式的能其他形式的能转化为转化为电能。电能。AB水池水池抽水机抽水机3.常见的电源常见的电源课堂练习：课堂练习：1.关于电源以下说法正确的是()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.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能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B解析解析：在电源内部，将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变在电源内部，将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，A错误；错误；电源在搬电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，B正确；正确；电路电路是否闭合是否闭合，C错误；电源是对电路提供能量的装置，错误；电源是对电路提供能量的装置，D错误错误。新知讲解：新知讲解：二、恒定电流二、恒定电流1.恒定电场恒定电场(1)形成：导线内的电场，是由电源、导线等电路形成：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。元件所积累的电荷共同形成的。H+_-+P-BA-(2)定义：由定义：由稳定分布稳定分布的电荷产生稳定的电场称为的电荷产生稳定的电场称为恒定电场恒定电场。(3)特点：特点：恒定电场恒定电场 匀强电场匀强电场；任何位置的电场都任何位置的电场都不随时间变化不随时间变化；导体内恒定电场方向沿导体切线方向；导体内恒定电场方向沿导体切线方向；任意两位置上场强大小不一定相等。任意两位置上场强大小不一定相等。比值定义式比值定义式新知讲解：新知讲解：二、恒定电流二、恒定电流2.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。3.电流电流(1)定义：通过导体横截面的定义：通过导体横截面的电荷量电荷量跟通过这些电荷量所用跟通过这些电荷量所用时间时间的的比值比值。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）(2)公式：公式：=电流电流电流电流金属导体金属导体自由电子自由电子电解液中电解液中正负电子都移动正负电子都移动(绝对值之和绝对值之和)所用时间（所用时间（s）(3)单位：单位：安培安培 符号：符号：A 1 A=1 C/s单位关系：单位关系：1 A=103 mA=106 A(4)电流是标量；电流是标量；规定正电荷定向移动方向为电流方向。规定正电荷定向移动方向为电流方向。-课堂练习：课堂练习：2.某电解池中，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，那么通过这个截面的电流是()A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 AD理论推导：理论推导：时间时间 t 内通过某一横截面的自由电子个数：内通过某一横截面的自由电子个数：总电荷量：总电荷量：导体的电流导体的电流：新知讲解：新知讲解：三、电流的微观解释三、电流的微观解释粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，设导体的横截面积为粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，设导体的横截面积为S，单位体单位体积内的自由电子数为积内的自由电子数为n，自由电子沿导体定向移动的速率为自由电子沿导体定向移动的速率为v，每个自由电子的，每个自由电子的电荷量为电荷量为e。N=nSvtq=Ne=neSvt=单位体积内的电荷个数单位体积内的电荷个数自由电子的电荷量自由电子的电荷量导体的横截面积导体的横截面积电荷电荷定向移动定向移动速度速度决定式决定式新知讲解：新知讲解：三种速率的比较：三种速率的比较：比较项比较项物理意义物理意义速度速度/(ms-1)自由电子定向移动自由电子定向移动的平均速率的平均速率金属导体内自由电子的定向移动形成电流，电流与金属导体内自由电子的定向移动形成电流，电流与自由电子定向移动的平均速率的关系为自由电子定向移动的平均速率的关系为 IneSv104电流的传导速率电流的传导速率等于光速。电路接通，导线内以光速等于光速。电路接通，导线内以光速c形成恒定电场，形成恒定电场，各处的自由电子几乎同时开始定向移动形成电流各处的自由电子几乎同时开始定向移动形成电流。3108电子热运动电子热运动的的速率速率导体内电子不停地做无规则的热运动，由于向各个导体内电子不停地做无规则的热运动，由于向各个方向运动的机会均等，不能形成电流方向运动的机会均等，不能形成电流。105STSESTSE：电动汽车中的电池电动汽车中的电池电池放电时能输出的总电荷量叫作电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量电池的容量，通常以，通常以“安时安时”（Ah）或或“毫安时毫安时”（mAh）作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。1 Ah=3600 C课课 堂堂 小小 结结课堂练习：课堂练习：D